[發明專利]一種智能化的電流輸出傳感器信號調理電路及調理方法

在審

• 申請號: 202011542769.8
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112729584A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 劉敏俠;田澤;邵剛;蒲石;余立寧;胡曙凡;權煒
• 申請（專利權）人: 西安翔騰微電子科技有限公司
• 主分類號: G01K7/21
• 分類號: G01K7/21;G01K7/20
• 代理公司: 西安匠成知識產權代理事務所(普通合伙) 61255
• 代理人: 商宇科

本發明涉及一種智能化的電流輸出傳感器信號調理電路及調理方法。本發明包括鉑電阻溫度傳感器RTD、多個精密電阻RZ、多路選通器、第一級可編程增益放大器PGA1、第二級可編程增益放大器PGA2、線性化電路、接口SPI和高精度電壓電流轉換器V/I，鉑電阻溫度傳感器RTD上并聯多個精密電阻RZ，鉑電阻溫度傳感器RTD和多個精密電阻RZ通過多路選通器接入第一級可編程增益放大器PGA1，第一級可編程增益放大器PGA1輸出接入第二級可編程增益放大器PGA2輸入端，第二級可編程增益放大器PGA2一路接高精度電壓電流轉換器V/I，另一路通過線性化電路反饋至第一級可編程增益放大器PGA1，接口SPI接第一級可編程增益放大器PGA1。本發明具有集成化程度高、操作簡單、補償精度高、并且試用范圍廣的優點。

技術領域

本發明涉及于航空、航海和工業控制等信號通信領域，尤其涉及一種智能化的電流輸出傳感器信號調理電路及調理方法。

背景技術

鉑電阻為一種應用范圍極廣的溫度傳感器，因其阻性傳感器信號傳輸時，輸入漂移和非線性對傳感器的特性造成很大的影響，需要對其輸入信號進行調理，并將其轉換為可用的4～20mA進行傳輸?，F有方案多采用硬件電阻校準和調理，采用硬件電阻補償的方案，對于系統工程師提出了較高的要求，每個傳感器需要單獨調節補償電阻，同時需要其對系統性能掌握透徹，外接高精度的電阻，電阻的精度決定了最后整個系統的精度，不能進行智能化配置，難以在生產中進行批量化處理。

發明內容

本發明為解決背景技術中存在的上述技術問題，提供了一種智能化的電流輸出傳感器信號調理電路及調理方法，具有集成化程度高、操作簡單、補償精度高、并且試用范圍廣的優點。

本發明的技術解決方案是：本發明為一種智能化的電流輸出傳感器信號調理電路，其特殊之處在于：所述調理電路包括鉑電阻溫度傳感器RTD、多個精密電阻RZ、多路選通器、第一級可編程增益放大器PGA1、第二級可編程增益放大器PGA2、線性化電路、接口SPI和高精度電壓電流轉換器V/I，鉑電阻溫度傳感器RTD上并聯多個精密電阻RZ，鉑電阻溫度傳感器RTD和多個精密電阻RZ通過多路選通器接入第一級可編程增益放大器PGA1，第一級可編程增益放大器PGA1輸出接入第二級可編程增益放大器PGA2輸入端，第二級可編程增益放大器PGA2一路接高精度電壓電流轉換器V/I，另一路通過線性化電路反饋至第一級可編程增益放大器PGA1，接口SPI接第一級可編程增益放大器PGA1。

優選的，調理電路還包括存儲器EEPROM、電流DAC1和電流DAC2；存儲器EEPROM接接口SPI，接口SPI通過電流DAC1接多路選通器，通過電流DAC2接第一級可編程增益放大器PGA1和第二級可編程增益放大器PGA2之間。

優選的，調理電路還包括振蕩器OSC，振蕩器OSC接接口SPI。振蕩器OSC為調理電路提供工作需要的時鐘信號。

優選的，電流DAC1通過兩路電流源I1和電流源I2接入多路選通器。

優選的，鉑電阻溫度傳感器RTD通過負載電阻Rcm接地。

優選的，精密電阻RZ為5個。

一種實現上述的智能化的電流輸出傳感器信號調理電路的調理方法，其特殊之處在于：該方法包括以下步驟：

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

2)輸入級將流過鉑電阻溫度傳感器RTD的電流和流過精密電阻Rz的電流進行差分輸入，輸入信號經過第一級可編程增益放大器PGA1進行可變增益放大后輸出，增益值由SPI接口進行控制；

3)信號經過第二級可編程增益放大器PGA2后，采樣部分輸出再反饋至線性化電路對其輸入進行控制，調節輸入信號的線性化程度；