[發(fā)明專(zhuān)利]最大化電阻感測(cè)的分辨率

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480053954.7
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105579856B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.E.查爾斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西門(mén)子工業(yè)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R27/02
• 分類(lèi)號(hào): G01R27/02
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;劉春元

一種用于利用可變電流源最大化電阻傳感器的分辨率的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)一般地涉及在建筑自動(dòng)化或工業(yè)控制應(yīng)用中感測(cè)大范圍的基于電阻的傳感器值。

背景技術(shù)

許多建筑自動(dòng)化或工業(yè)過(guò)程需要針對(duì)受控過(guò)程內(nèi)的多種過(guò)程變量值感測(cè)信號(hào)。通常被感測(cè)的信號(hào)由感測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)換成電壓、電流、電阻或其他接口信號(hào)值并且信號(hào)值通常與被感測(cè)的值（線(xiàn)性地、非線(xiàn)性地或另外地）成比例。

盡管存在用于電壓（諸如0-1V、0-2V、0-5V、0-10V、2-10V）和用于電流（0-1mA、0-2mA、0-10mA、0-20mA、4-20mA）的許多標(biāo)準(zhǔn)值，但電阻值在一系列值上變化。諸如熱敏電阻器的溫度傳感器例如可以是100 Ohm、1000 Ohm、2000 Ohm、10000 Ohm以及甚至100000 Ohm。通常在參考溫度處的參考電阻處指定溫度傳感器，并且溫度傳感器然后以與電阻相關(guān)聯(lián)的等式形式提供改變溫度的影響。100000 ohm熱敏電阻器取決于傳感器溫度從33000到超過(guò)2200000 ohm變動(dòng)。附加地，許多位置傳感器基本上是電位計(jì)（“pot”或可變電阻），其中被感測(cè)的運(yùn)動(dòng)改變電位計(jì)電阻。這些傳感器通常是0-100 Ohm、0-1000 Ohm、0-2000 Ohm、0-10000 Ohm、0-100000 Ohm或0-1000000 Ohm，但實(shí)質(zhì)上可以是任何其他開(kāi)始/結(jié)束值。某些傳感器是非線(xiàn)性的，意味著在傳感器的低和高端處的被感測(cè)的值的固定改變不導(dǎo)致電阻值的相等改變。設(shè)計(jì)解決方案可以針對(duì)每個(gè)類(lèi)型的傳感器范圍使用不同的輸入電路，但可以擴(kuò)展電路以允許多個(gè)輸入類(lèi)型。硬件、軟件和或人工控制的開(kāi)關(guān)可以被用來(lái)選擇/取消選擇各種部件或參考值。

當(dāng)電路設(shè)計(jì)使用允許更大范圍的這些電阻類(lèi)型的技術(shù)時(shí)，結(jié)果通常是在針對(duì)任何/大部分/所有單獨(dú)的范圍的被感測(cè)的值的分辨率中的損失。即，用于感測(cè)0-1000和0-2000 ohm值的單個(gè)電路可以使用相對(duì)于（verse）用于0-2000 ohm傳感器的全范圍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的全標(biāo)度范圍的僅一半。

鑒于前述內(nèi)容，存在針對(duì)用于在寬的電阻范圍上確定電阻值而沒(méi)有感測(cè)值分辨率的損失的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的持續(xù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上文，提供了一種用于最大化電阻感測(cè)傳感器的分辨率的系統(tǒng)。在可變電阻器中改變電阻值并且將穿過(guò)該電阻的電流轉(zhuǎn)換成電壓。電壓經(jīng)由模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，所述數(shù)字值被控制器處理?？刂破鬟€向數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器提供反饋，所述數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器能夠調(diào)整可變電流源以便提供最佳準(zhǔn)確性和增加的分辨率，其中可以從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)訪(fǎng)問(wèn)反饋。

在對(duì)以下圖和詳細(xì)描述檢驗(yàn)時(shí)，本發(fā)明的其他設(shè)備、裝置、系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)勢(shì)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是清楚的或?qū)⒆兊们宄?。意圖使所有這樣的附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)勢(shì)被包括在該描述內(nèi)、在本發(fā)明的范圍內(nèi)并且得到所附權(quán)利要求書(shū)保護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖中的部件不一定按比例，代之以施加強(qiáng)調(diào)于圖示本發(fā)明的原理。在圖中，相同的參考數(shù)字指定貫穿不同的視圖的相應(yīng)的部分。

圖1圖示了根據(jù)示例實(shí)現(xiàn)的用于最大化基于電阻的傳感器值的范圍的處理器控制的（processor-controlled）可變電流方法的框圖；

圖2圖示了圖1的A/D轉(zhuǎn)換器的標(biāo)度范圍和相對(duì)電阻值的圖；

圖3圖示了圖1的A/D轉(zhuǎn)換器的范圍；

圖4a圖示了根據(jù)示例實(shí)現(xiàn)的具有滑環(huán)（traveler）的圖1的可變電阻器的框圖；

圖4b圖示了可變電阻設(shè)備的示例；

圖5圖示了圖1的示例可變電流源的電路圖；

圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)現(xiàn)的用于最大化電阻感測(cè)的分辨率的方法的流程圖；