[發(fā)明專利]一種智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路及調(diào)理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011542769.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112729584A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉敏俠;田澤;邵剛;蒲石;余立寧;胡曙凡;權(quán)煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安翔騰微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01K7/21
• 分類號(hào): G01K7/21;G01K7/20
• 代理公司: 西安匠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61255
• 代理人: 商宇科

1.一種智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于：所述調(diào)理電路包括鉑電阻溫度傳感器RTD、多個(gè)精密電阻RZ、多路選通器、第一級(jí)可編程增益放大器PGA1、第二級(jí)可編程增益放大器PGA2、線性化電路、接口SPI和高精度電壓電流轉(zhuǎn)換器V/I，所述鉑電阻溫度傳感器RTD上并聯(lián)多個(gè)精密電阻RZ，所述鉑電阻溫度傳感器RTD和多個(gè)精密電阻RZ通過多路選通器接入第一級(jí)可編程增益放大器PGA1，所述第一級(jí)可編程增益放大器PGA1輸出接入第二級(jí)可編程增益放大器PGA2輸入端，所述第二級(jí)可編程增益放大器PGA2一路接高精度電壓電流轉(zhuǎn)換器V/I，另一路通過線性化電路反饋至第一級(jí)可編程增益放大器PGA1，所述接口SPI接第一級(jí)可編程增益放大器PGA1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于：所述調(diào)理電路還包括存儲(chǔ)器EEPROM、電流DAC1和電流DAC2；所述存儲(chǔ)器EEPROM接接口SPI，所述接口SPI通過電流DAC1接多路選通器，通過電流DAC2接第一級(jí)可編程增益放大器PGA1和第二級(jí)可編程增益放大器PGA2之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于：所述調(diào)理電路還包括振蕩器OSC，所述振蕩器OSC接接口SPI。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于：所述電流DAC1通過兩路電流源I1和電流源I2接入多路選通器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于：所述鉑電阻溫度傳感器RTD通過負(fù)載電阻Rcm接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于：所述精密電阻RZ為5個(gè)。

7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理電路的調(diào)理方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

1)連接鉑電阻溫度傳感器RTD，根據(jù)應(yīng)用溫度范圍配置不同的精密電阻Rz，由多路選通器進(jìn)行選擇；

2)輸入級(jí)將流過鉑電阻溫度傳感器RTD的電流和流過精密電阻Rz的電流進(jìn)行差分輸入，輸入信號(hào)經(jīng)過第一級(jí)可編程增益放大器PGA1進(jìn)行可變?cè)鲆娣糯蠛筝敵觯鲆嬷涤蒘PI接口進(jìn)行控制；

3)信號(hào)經(jīng)過第二級(jí)可編程增益放大器PGA2后，采樣部分輸出再反饋至線性化電路對(duì)其輸入進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的線性化程度；

4)最終的信號(hào)通過第二級(jí)可編程增益放大器PGA2輸出，再由高精度電壓電流轉(zhuǎn)換器V/I轉(zhuǎn)換為需要的4～20mA的電流輸出。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理方法，其特征在于：該方法還包括步驟5)需要配置的數(shù)據(jù)首先由存儲(chǔ)器EEPROM通過接口SPI提前寫入內(nèi)部單元，在鉑電阻溫度傳感器RTD實(shí)際應(yīng)用時(shí)由內(nèi)部單元直接進(jìn)行加載，對(duì)第一級(jí)可編程增益放大器PGA1的增益、電流DAC1、電流DAC2的大小配置進(jìn)行控制。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能化的電流輸出傳感器信號(hào)調(diào)理方法，其特征在于：該方法還包括步驟6)調(diào)理電路工作需要的時(shí)鐘信號(hào)、基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流由振蕩器OSC和基準(zhǔn)電路提供。