[發明專利]一種提高鋼軌溫度測量精度的測量電路及參數選取方法

有效

• 申請號: 201810930631.1
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN108955933B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王鵬翔;王威;黃斌;秦奇;陳佳;李慧
• 申請（專利權）人: 四川西南交大鐵路發展股份有限公司
• 主分類號: G01K7/24
• 分類號: G01K7/24
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;張巨箭

本發明公開了一種提高鋼軌溫度測量精度的測量電路及參數選取方法，電路包括：三輸出熱電阻R的三個輸出端分別具有引線電阻r1、r2和r3，三線制電橋電路包括環形連接的電阻R1、R2、R3和R4，其中R1與R2的公共連接點連接參考電源E，R3與R4的公共連接點接地；三輸出熱電阻R的A端通過r1與R1連接，三輸出熱電阻R的A端還通過r2與運算放大電路的正輸入端連接，三輸出熱電阻R的B端通過r3與R4連接；R2與R3的公共連接點還與運算放大電路的負輸入端連接。本發明不需要測量傳感器引線和接觸電阻的值，可以極大地降低引線和接觸電阻帶來的測量誤差，提升采集電路的精度、穩定性和抗干擾能力，也簡化了現場安裝流程。

技術領域

本發明涉及鐵路檢測領域，尤其涉及一種提高鋼軌溫度測量精度的測量電路及參數選取方法。

背景技術

鐵路環境情況復雜，無線方案受鐵路環境所限制(安裝方式——可能引起行車安全問題，無線傳輸——鐵路上干擾、列車屏蔽干擾較多，供電——鐵路電是專線，防水，防塵等等)，因此通常采用傳感器和采集設備相分離的方式，傳感器用夾具固定在鋼軌上，采集設備安裝在鐵路旁安全距離外，這樣能夠使采集系統和鐵路鋼軌電氣隔離，保證不會因為傳感器脫落、電磁干擾等因素對鐵路運行帶來危害。

然而，在上述采用通常傳感器與采集設備分離的架構時，由于安裝時傳感器引線的長短粗細這是現場施工決定的，而引線的長短粗細所帶來的電阻不一致，這就造成溫度測量精度的降低。較長的傳感器引線和接觸阻抗會給測量帶來較大的誤差，同時較長引線也會讓環境干擾越發顯著。具體地，引線的電阻會直接導致測量溫度的整體偏移，由于引線電阻的阻值不確定，所以測量溫度的整體偏移也就不確定，結果就是測量精度降低。

現有技術的傳統測量方法是直接測量后，再減去引線和接觸電阻對應的溫度值，這種方式在每次安裝時都得測量引線和接觸電阻值，現場操作很不方便，且容易受到測量儀器的精度和測量人員的主管意識影響，造成測量誤差巨大。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種提高鋼軌溫度測量精度的測量電路及參數選取方法，解決現有技術。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種提高鋼軌溫度測量精度的測量電路，包括三輸出熱電阻R、三線制電橋電路和運算放大電路；

所述的三輸出熱電阻R的三個輸出端分別具有引線電阻r1、r2和r3，所述的三線制電橋電路包括環形連接的電阻R1、R2、R3和R4，其中R1與R2的公共連接點連接參考電源E，R3與R4的公共連接點接地；其中，R₂＝R₃，并且當三線制電橋電路平衡時，(R₁+r₁+r₂)·R₃＝(R₄+r₂+r₃+R)·R₂；

三輸出熱電阻R的A端通過r1與R1連接，三輸出熱電阻R的A端還通過r2與運算放大電路的正輸入端連接，三輸出熱電阻R的B端通過r3與R4連接；R2與R3的公共連接點還與運算放大電路的負輸入端連接；

運算放大電路的輸出端輸出測量信號。

進一步地，所述的三輸出熱電阻R的型號為PT100。

進一步地，所述的引線電阻r1、r2和r3大小相等。

進一步地，所述的測量電路還包括共模信號抑制電路，用于對輸入的共模信號產生濾波抑制作用；所述的共模信號抑制電路包括連接于運算放大電路的正輸入端和負輸入端之間的電容C1。

進一步地，所述的測量電路還包括分別設置于運算放大電路的正輸入端的第一低通濾波電路、以及設置于運算放大電路的負輸入端的第二低通濾波電路。