[發(fā)明專利]一種多量程鉑電阻測溫電路與方法

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• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111220293A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 黃艷巖;林偉敏
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01K7/20
• 分類號: G01K7/20
• 代理公司: 杭州鈐韜知識產權代理事務所(普通合伙) 33329
• 代理人: 唐靈;趙杰香

1.一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：該電路包括恒流源、單刀雙擲開關、參考電路、待測電路和測溫芯片，所述單刀雙擲開關不動端與所述恒流源相連，所述單刀雙擲開關的兩動端分別對應連接在所述參考電路和所述待測電路上，使得該單刀雙擲開關分別控制不同的電路進行工作，其中：

所述參考電路包括恒定電阻和可變電阻，所述待測電路包括待測的鉑電阻和與所述參考電路共用的可變電阻，所述恒定電阻和鉑電阻具有公共端且串接在所述可變電阻上，所述恒定電阻和鉑電阻的另一端分別連接在所述單刀雙擲開關的兩動端上，所述可變電阻的最大阻值大于所述鉑電阻在最大測溫點時的阻值，所述可變電阻的最小阻值大于所述恒定電阻的阻值，

所述恒定電阻的兩端分別連接在所述測溫芯片的第一輸入端兩端口，所述鉑電阻的兩端分別連接在所述測溫芯片的第二輸入端兩端口，所述可變電阻的兩端還分別連接在所述測溫芯片的參考端兩端口。

2.根據權利要求1所示的一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：所述可變電阻為精密電阻網絡，包括若干個串聯(lián)的精密電阻，且除最后一個精密電阻外，其余每個所述精密電阻通過一單刀單擲開關控制是否接入電路，從而實現該精密電阻網絡的阻值可變。

3.根據權利要求2所示的一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：所述恒定電阻或所述鉑電阻與所述精密電阻網絡之間，還設有第二多路選擇開關，用于控制所述恒定電阻或所述鉑電阻是否與所述精密電阻網相連，所述第二多路選擇開關至少有三個選擇端，其中有一選擇端和所述恒定電阻相連，另外兩個選擇端和所述鉑電阻相連接。

4.根據權利要求3所示的一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：當所述鉑電阻為四線制時，與所述鉑電阻相連接的兩個選擇端僅使用其中的一個選擇端，當所述鉑電阻為三線制時，與所述鉑電阻相連接的兩個選擇端會同時使用。

5.根據權利要求2所示的一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：所述精密電阻網絡與所述測溫芯片之間，還設有第一多路選擇開關，所述第一多路選擇開關用以匹配當前接入電路的所述精密電阻所形成的電阻網絡，并將該電阻網絡的電壓輸出給所述測溫芯片的參考端。

6.根據權利要求1所示的一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：所述可變電阻為阻值連續(xù)可調的電位器。

7.根據權利要求1所示的一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：所述恒定電阻與所述可變電阻采用低溫度系數電阻，其溫度系數至少小于5PPM/℃。

8.根據權利要求1所示的一種多量程鉑電阻測溫電路，其特征在于：還包括微控制器，連接在所述測溫芯片上，用于對整個測溫電路進行控制。

9.一種匹配多量程鉑電阻測溫電路的測溫方法，其特征在于：

S1：選定測溫量程后，計算量程最高溫度對應的鉑電阻阻值R，控制可變電阻阻值大小，使接入電路的可變電阻阻值大于或等于R；

S2：控制所述單刀雙擲開關選中所述參考電路，同時將第二多路選擇開關中與所述恒定電阻相連接的選擇端閉合，讀取測溫芯片讀數D₀；

S3：控制所述單刀雙擲開關選中待測電路，同時將第二多路選擇開關中與所述鉑定電阻相連接的兩個選擇端其中一個閉合，讀取測溫芯片讀數D₁；

S4：當鉑電阻為四線制時，則計算鉑電阻R_PT按照下式計算：

10.根據權利要求9所述的多量程鉑電阻測溫電路的測溫方法，其特征在于：當所述鉑電阻為三線制鉑電阻時，在S1～S3步驟之后，進行步驟S4：得到計算鉑電阻R_PT的計算公式：

S5：控制所述單刀雙擲開關選中待測電路，同時將第二多路選擇開關中與所述鉑定電阻相連接的兩個選擇端另外一個閉合，讀取測溫芯片讀數D₂，根據步驟S3與步驟S5中電流相同，則計算鉑電阻引線電阻R_L按照下式計算：

由公式(2)與公式(3)相減得到鉑電阻阻值計算公式：