[發(fā)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

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• 申請日: 2018-09-23
• 公開（公告）號: CN109142870A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)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(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明公開了一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法。由穩(wěn)壓模塊，電流切換模塊，通道選擇模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，模數(shù)轉換模塊，主電路模塊，無線傳輸模塊，軟件控制與顯示模塊組成。一種精密測量傳感器電阻的方法，通過電壓比值法借助高精密參考電阻測量各時間點各通道熱電阻阻值，允許流過電路的電流極小且對其穩(wěn)定性要求不高。每次測量時切換電流方向獲取兩次測量值并對其進行相減平均以去除環(huán)境噪聲的影響，并間歇測量。測量時采用四線制連接法以減小引線帶來的測量誤差。本發(fā)明具有可精密測量熱電阻在不同溫度下的阻值。實現(xiàn)一定范圍內動態(tài)高精度測量、測量時激勵電流極小、自熱較少、且可通過切換實現(xiàn)多通道測量等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法，屬于無線精密測量技術領域。

背景技術

細胞溫度測量可能為了解細胞內生化反應及生物過程提供新的研究手段。細胞熱檢測有利于了解外部環(huán)境對細胞的影響，不僅能夠提供對各種細胞事件的了解，更能夠掌握細胞的病理狀態(tài)，允許發(fā)展一些疾病的診療技術。

目前測定細胞溫度的方法主要分為兩大類，其中一類是通過單細胞測量的方法測量單個細胞的溫度，測量方法有量子點，熒光染料，機械振動法與熱電偶法等。另一類是通過將細胞處理消化后置于微量熱儀器內測量多細胞的溫度。以上測量方法中測量時細胞絕大多數(shù)為常溫測量，或者是為隔絕熱傳導而選擇真空環(huán)境下測量。研究表明，細胞培養(yǎng)方法可以顯著影響細胞狀態(tài)。例如，培養(yǎng)溫度的降低導致細胞增殖迅速減少，細胞在G1期的積累，細胞的總代謝率降低，活細胞計數(shù)下降。當pCO2維持在30～76毫米汞柱時，CHO灌注培養(yǎng)反應器中的細胞生產力最大化。由于細胞形成復雜的細胞社會，因此測量正常生長狀態(tài)下的細胞群溫度而不損傷細胞。且不干擾細胞間通訊對于正確反應細胞信號是非常必要的。無線、實時、高通量的溫度檢測方法允許以快速的時間分辨率監(jiān)測細胞外基質與細胞相互作用的過程。

常見熱電阻測量方法多為恒壓源或恒流源測量法，為達到對熱電阻溫度進行精密測量的目的，該方法要求需要施加于熱電阻的電流或電壓相當穩(wěn)定，并且要求流過熱電阻的電流或施加在熱電阻上的電壓值極小，而極小的電壓或電流很難達到長時間的穩(wěn)定，且測量時較困難。因此，本發(fā)明提出一種可減小測量電流值而又不依賴其穩(wěn)定性的比值測量法，加之電流切換電路以及間歇測量，實現(xiàn)熱電阻阻值的高精度測量，進而實現(xiàn)高精度溫度測量的目的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決熱電阻測量過程中電流源或電壓源實現(xiàn)困難，不穩(wěn)定，自熱明顯，環(huán)境影響大等問題，可減小測量電流值而又不依賴其穩(wěn)定性的比值測量法，加之電流切換電路以及間歇測量，實現(xiàn)熱電阻阻值的高精度測量，進而實現(xiàn)多通道高精度溫度測量的目的。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種對多通道熱電阻阻值在不同溫度下進行無線精密測量的電路，其特征在于，所述電路包括穩(wěn)壓電路，電流切換電路，通道選擇電路，數(shù)據(jù)采集電路，模數(shù)轉換電路，主電路電路，無線傳輸電路以及軟件控制與顯示電路。

一種對多通道熱電阻阻值進行無線精密測量的方法，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(huán)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(xiàn)在培養(yǎng)箱中實時原位測溫的目的；

步驟6：通過無線發(fā)射器與接收器，實現(xiàn)培養(yǎng)箱內數(shù)據(jù)向培養(yǎng)箱外傳輸?shù)哪康摹?/p>