摘 要：介紹了一種新型的補(bǔ)償式溫度巡檢電路，該電路通過巧妙的設(shè)計(jì)克服了傳統(tǒng)三線制檢測(cè)方法中測(cè)量導(dǎo)線對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高了溫度檢測(cè)精度。同時(shí)該電路通過分組共享的方式完成對(duì)多路溫度信號(hào)的巡檢，降低了溫度巡檢電路的復(fù)雜度和成本。試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該檢測(cè)電路的精確性和實(shí)用性。

1 引言

溫度的檢測(cè)是通過檢測(cè)溫度傳感器的電阻值并對(duì)阻值與溫度曲線關(guān)系進(jìn)行換算來實(shí)現(xiàn)的。為了降低溫度巡檢電路測(cè)量復(fù)雜度，工程中常采用三線制測(cè)量方法進(jìn)行溫度測(cè)量。測(cè)量電路示意圖如圖1所示。

Rx1~RxN 分別為溫度傳感器1~N 的電阻值。以Rx1測(cè)量為例,設(shè)連接溫度傳感器1的三根導(dǎo)線電阻均為RL1,當(dāng)模擬開關(guān)K1閉合時(shí),有:

由式(1)可以看出，Rx1的測(cè)量精度受到RL1的影響。工程實(shí)際中，RL1的值往往不易測(cè)量或是不可知的，如果RL1相對(duì)與Rx1不能忽略時(shí)，則測(cè)量結(jié)果相對(duì)于實(shí)際溫度傳感器的電阻值偏差較大。另外，對(duì)于N個(gè)溫度測(cè)量，需要N個(gè)恒流源，成本較高。

2 三線制導(dǎo)線壓降補(bǔ)償機(jī)理

以采樣單個(gè)溫度傳感器電阻值為例，分析三線制導(dǎo)線壓降補(bǔ)償?shù)墓ぷ鳈C(jī)理。

三線制導(dǎo)線壓降補(bǔ)償電路示意圖如圖2所示。

Rx 為溫度傳感器電阻值,當(dāng)模擬開關(guān)的片選A1A0=00時(shí),圖示的三個(gè)開關(guān)閉合時(shí),電路對(duì)Rx 進(jìn)行測(cè)量。從圖中可以看出:

由于T1-P2經(jīng)過模擬開關(guān)后送入運(yùn)算放大器的同相輸入端,輸入電流很小(<10nA),可忽略不計(jì),即i4=0。[!--empirenews.page--]

同理,i3=0,由此可以得出:

V3和V4經(jīng)后端跟隨､減法及反相電路后得到Vo,計(jì)算步驟如下:

由于在工程實(shí)際中，連接同一個(gè)被測(cè)溫度傳感器的三根線材質(zhì)和長度基本一致，因此有RL0=RL1,從而V8=-I×Rx,最后得到溫度傳感器的電阻值：

由上式可見，測(cè)量得到的Rx 值不受導(dǎo)線電阻的影響。

從上面的分析可以看出,該檢測(cè)方法補(bǔ)償了導(dǎo)線壓降,消除了導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量電阻的影響,提高了測(cè)量精度。