[發明專利]多功能模擬信號電路測量熱電阻的誤差補償方法

無效

• 申請號: 02111902.3
• 申請日: 2002-05-28
• 公開（公告）號: CN1395110A
• 公開（公告）日: 2003-02-05
• 發明（設計）人: 丁云;褚敏;王凱
• 申請（專利權）人: 浙江浙大中控自動化儀表有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

??????????????????????????技術領域

本發明涉及熱電阻測量誤差的補償方法。

??????????????????????????背景技術

在工業自動化領域，一些智能儀表或數字顯示類儀表需要將模擬信號，如電壓信號、電流信號、熱電阻信號、熱電偶信號(mv電壓信號)等轉換成數字信號。目前在采用的模擬信號輸入電路有兩種，一種是單一功能的模擬信號輸入電路，僅對某一信號進行模數轉換，另一種是多功能模擬信號輸入電路，圖1是常用的多功能模擬信號輸入電路，它包括電壓輸入端A，電流輸入端B，信號基準地C，微處理器M，跨接于B、C端之間的精密電阻R，跨接于A、C端之間的開關K與恒流源I串聯電路，和分別接于A、B端與微處理器間的A/D轉換器。當測量信號為電壓信號和熱電偶信號時，開關K斷開，信號從A、C端輸入，經與A端相連的A/D轉換器轉換后輸入微處理器；當測量信號為電流信號時，開關K斷開，信號從B、C端輸入，由精密電阻R將電流信號轉化為電壓信號，經與B端相連的A/D轉換器轉換后輸入微處理器；當測量信號為三線制熱電阻時，開關K閉合，信號從A、B、C端輸入，這時熱電阻信號的引線電阻及精密電阻R均會影響測量精度。在本發明作出前，對于多功能模擬信號電路在測量熱電阻時，還未有對精密電阻R的誤差補償辦法，為了減小測量誤差，通常是將精密電阻作為外接電阻，在測量電流信號時，接入該電阻，測量熱電阻時，不接該電阻，這種方法使用很不方便。

??????????????????????發明內容

本發明的目的是提供一種測量操作便利，精度高的多功能模擬信號測量熱電阻的誤差補償方法。

多功能模擬信號電路測量熱電阻的誤差補償方法，采用包括電壓輸入端A，電流輸入端B，信號基準地C，微處理器M，跨接于B、C端之間的精密電阻R，跨接于A、C端之間的開關K與恒流源I串聯電路，和在A、B端與微處理器間分別接有A/D轉換器的多功能模擬信號電路，其特征是在測量熱電阻Rt時，將熱電阻的一端與電壓輸入端A端相連，另一端與電流輸入端B端及信號基準地C端相連，利用微處理器按以下關系式進行誤差補償，獲得熱電阻Rt實際值

????????Vac＝(Rt+r)i+V1

????????Vbc＝V1×R/(R+r)

????????V1/r+V1/(R+r)＝i式中r為熱電阻的引線電阻，R為接于B、C端間的精密電阻，i為恒流源的輸出電流，Vac、Vbc分別為二個A/D轉換器的輸出量，V1為熱電阻Rt一端的電壓。

用本發明方法可使熱電阻的測量誤差得到補償，提高測量精度，同時采用本方法無需再將精密電阻作為外接電阻，在測量不同信號時接入或不接，測量操作便利。

????????????????????????附圖說明

圖1是多功能模擬信號電路圖；

圖2是多功能模擬信號電路測量熱電阻示意圖。

???????????????????????具體實施方式

利用多功能模擬信號電路測量熱電阻見圖2所示，多功能模擬信號電路包括電壓輸入端A，電流輸入端B，信號基準地C，微處理器M，跨接于B、C端之間的精密電阻R，跨接于A、C端之間的開關K與恒流源I串聯電路，和分別接于A、B端與微處理器間的二個A/D轉換器，將被測熱電阻Rt的一端與電壓輸入端A端相連，另一端與電流輸入端B端及信號基準地C端相連，開關K閉合，恒流源作為熱電阻的激勵電流，利用微處理器按以下關系式進行補償，獲得熱電阻Rt實際值

????????Vac＝(Rt+r)i+V1

????????Vbc＝V1×R/(R+r)

????????V1/r+V1/(R+r)＝i式中：r為熱電阻的引線電阻，R為接于B、C端間的精密電阻，i為恒流源的輸出電流，Vac＝Va-Vc、Vbc＝Vb-Vc分別為二個A/D轉換器的輸出量，圖例，V1是熱電阻Rt接電流輸入端及信號基準地端的電壓。

試驗表明，用本發明方法可對熱電阻測量的誤差進行完全補償。