[發明專利]一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法

在審

• 申請號: 201811111320.9
• 申請日: 2018-09-23
• 公開（公告）號: CN109142870A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 顧寧;李燦
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法，其特征在于，所述電路包括穩壓電路(M1)，電流切換電路(M2)，通道選擇電路(M3)，數據采集電路(M4)，微控制電路(M5)，無線傳輸電路(M6)以及軟件控制與顯示模塊(M7)。穩壓電路(M1)用以輸出穩定的電壓給電路供電，與各測量電路相連接；電流切換電路(M2)用于控制流經各熱電阻電流的方向，與通道選擇電路(M3)相連接，并由微控制電路(M5)進行控制；通道選擇電路(M3)與數據采集電路(M4)連接，由微控制電路(M5)控制；數據采集電路(M4)與通道選擇電路(M3)相連接，用以采集所選通道的數據，由微控制電路(M5)控制；微控制電路(M5)對采集到的數據進行模數轉換并處理傳輸給無線傳輸電路(M6)中的無線發射模塊，由微控制電路(M5)控制；無線傳輸電路(M6)由微控制電路(M5)控制數據的發送，無線接收電路與軟件控制與顯示模塊(M7)相連，用于將接收的數據傳輸至電腦并由軟件處理保存與顯示。

2.一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：將測量電阻進行四線制連接測量，以減小引線帶來的測量誤差；

步驟2：基于高精密參考電阻，基于電壓比值法精確測量各通道電壓，不依賴于極其微弱的瞬時激勵電流和電壓，同樣可以得出足夠精密的電阻值；

步驟3：通過切換測量電流方向的方法得出兩次相鄰測量值并對其進行相減平均，從而達到消除環境噪聲影響的目的，進一步獲得更精確的測量結果；

步驟4：通過間歇測量的方法減小激勵電流引起的熱誤差；

步驟5：通過電池供電，實現在培養箱中實時原位測溫的目的；

步驟6：通過無線發射器與接收器，實現培養箱內數據向培養箱外傳輸的目的。

3.根據權利要求2所述的一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法，其特征在于，所述步驟2基于高精密參考電阻，基于電壓比值法精確測量各通道電壓，具體如下：將各通道溫度測量傳感器與高精密參考電阻進行串聯，并通過多個模擬開關切換TS5A9411分時測量各通道與高精密參考電阻的電壓值Us(n)和Ur,Us為各時刻傳感器的電壓值，n為各通道取值，范圍為1到12，Ur為各時刻參考電阻的電壓；由于各通道傳感器與高精密參考電阻的電壓值U_s(n)和U_r間的比值與各通道電阻值與高精密參考電阻阻值的比值相同，通過公式R_s(n)/R_r＝U_s(n)/U_r可計算R_s(n)值,n為各通道取值，范圍為1到12，R為電阻值，U為電壓值，s(n)為各通道傳感器，r為高精密參考電阻。

4.根據權利要求2所述的一一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法，其特征在于，所述步驟3通過切換測量電流方向的方法得出兩次相鄰測量值并對其進行相減平均，具體如下：

通過模擬開關切換電路切換電流方向獲得相鄰兩次的電阻測量值，并進行正向相減后消除環境噪聲并得出測量電阻值R＝[(R_P+R_N)-(-R_P+R_N)]/2；由于噪聲無方向，在正向測量時測量到的電阻值為R_P+R_N，R_P為傳感器部分的電阻值，而R_N為噪聲引起的測量電阻值，電流方向切換為負向時，測量到的電阻值為-R_P+R_N，經過正向與負向電阻測量值相減后平均可獲得去除噪聲后的傳感器電阻值。

5.根據權利要求2所述的一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法，其特征在于，所述步驟4通過間歇測量的方法減小激勵電流引起的熱誤差；具體如下：測量導通后延時4秒，然后每個分組即相鄰兩通道都進行測量，用時9秒，關閉測量通道，共用休眠時間5秒；通過間歇測量，每輪測量時間的占空比為50％，其他時間電路處于非工作狀態。