一種具有多重保護功能的溫度變換器電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種具有多重保護功能的溫度變換器電路，包括橋路電壓取樣電路，其輸入端與電壓基準電路的輸出端相連，其輸出端與儀表放大電路的輸入端相連，儀表放大電路的輸出端與電壓/電流轉換電路的輸入端相連。本實用新型專利技術能把鉑電阻Rt的阻值隨溫度而變化的電阻信號，變成電壓信號和用于遙測的電流信號，達到測控溫度的目的；橋路電壓取樣電路和電壓/電流轉換電路中的電阻采用薄膜電阻實現，薄膜電阻具有溫度系數小、阻值精度高的優點，提高了輸出精度，大大減小了產品尺寸；鉑電阻Rt采用三線引入方式，兩臂電阻的對稱性，克服了線電阻對輸出精度的影響，提高了產品抗干擾性能。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種具有多重保護功能的溫度變換器電路。
技術介紹
溫度變換器主要用來將傳感器測量的環境溫度數據轉換為系統可以識別的電信號，進而達到調節環境溫度的目的。在載人航天飛船中，溫度變換器已成為必不可少的重要元器件之一，用于探索宇宙中的溫度變化，感知宇航員在太空中的生存溫度，高性能、高質量等級的溫度變換器產品已成為宇航高端中不可少的產品。目前的溫度變換器產品大多數僅有電阻/電壓轉換，即電壓輸出功能，電路較復雜、尺寸較大、產品功耗較大且產品抗干擾性差，沒有遠距離遙測功能。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種高性能、體積小、具有遠距離遙測功能的具有多重保護功能的溫度變換器電路。為實現上述目的，本技術采用了以下技術方案一種具有多重保護功能的溫度變換器電路，包括橋路電壓取樣電路，其輸入端與電壓基準電路的輸出端相連，其輸出端與儀表放大電路的輸入端相連，儀表放大電路的輸出端與電壓/電流轉換電路的輸入端相連。所述的儀表放大電路的輸出端通過保護電路與電壓/電流轉換電路的輸入端相連。所述的橋路電壓取樣電路由三線傳感器接口電路、溫度傳感器和調零電路組成，所述的三線傳感器接口電路包括電阻Rl、R2、R3、R4，所述的溫度傳感器采用鉬電阻Rt，所述的調零電路采用調零電阻Ro，電阻R2、R4的一端相連，且其連接端接電壓基準電路輸出的基準電壓Ur,電阻R2、R1和鉬電阻Rt三者串聯，鉬電阻Rt的另一端接地，電阻R4、R3和調零電阻Ro三者串聯，調零電阻Ro和鉬電阻Rt共地，電阻R2、Rl之間接引線A，電阻R4、R3之間接引線B，引線A、B作為橋路電壓取樣電路的輸出端。所述的電壓/電流轉換電路包括放大器U2，其反相輸入端通過電阻R8接保護電路的輸出端，電阻RlO跨接在放大器U2的反相輸入端和輸出端上，放大器U2的正相輸入端分別與電阻R9、R12相連，電阻R9的另一端接地，電阻R12的另一端分別與放大器U3的輸出端和反相輸入端相連，放大器U2的輸出端與電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端分別與電阻R5、放大器U3的正相輸入端相連，電阻R5的另一端接地，電阻1 8、1 9、1 10、1 11、1 12共用一個薄膜電阻網絡。所述的儀表放大電路由單片儀表放大器和增益電路組成，所述的單片儀表放大器采用芯片U1，所述的增益電路采用增益電阻Rg，芯片Ul的第2、3引腳接橋路電壓取樣電路的輸出端，電容Cl跨接在芯片Ul的第2、3引腳上，芯片Ul的第4、7引腳懸空，芯片Ul的第5引腳接增益電阻Rg的一端，增益電阻Rg的另一端接芯片Ul的第I引腳，芯片Ul的第6引腳作為儀表放大電路的輸出端。所述的保護電路包括限幅保護電路和限流保護電路，限幅保護電路由正電壓限幅保護電路和負電壓限幅保護電路組成，限流保護電路由電源正向限流保護電路和電源負向限流保護電路組成。所述的電阻Rl、R2、R3、R4共用一個薄膜電阻網絡，且四者的阻值相同。由上述技術方案可知，本技術能把鉬電阻Rt的阻值隨溫度而變化的電阻信號，變成電壓信號和用于遙測的電流信號，達到測控溫度的目的；橋路電壓取樣電路和電壓/電流轉換電路中的電阻采用薄膜電阻實現，薄膜電阻具有溫度系數小、阻值精度高的優點，提高了輸出精度，大大減小了產品尺寸；鉬電阻Rt采用三線引入方式，兩臂電阻的對稱性，克服了線電阻對輸出精度的影響，提高了產品抗干擾性能。附圖說明圖1為本技術的電路框圖；圖2、3、4分別為本技術中橋路電壓取樣電路、儀表放大電路、電壓/電流轉換電路的電路原理圖。具體實施方式一種具有多重保護功能的溫度變換器電路，包括橋路電壓取樣電路1，其輸入端與電壓基準電路的輸出端相連，其輸出端與儀表放大電路2的輸入端相連,儀表放大電路2的輸出端與電壓/電流轉換電路4的輸入端相連。所述的儀表放大電路2的輸出端通過保護電路3與電壓/電流轉換電路4的輸入端相連，如圖1所示。如圖1所示，所述的保護電路3包括限幅保護電路和限流保護電路，限幅保護電路由正電壓限幅保護電路和負電壓限幅保護電路組成，限流保護電路由電源正向限流保護電路和電源負向限流保護電路組成。設置電源的限流保護電路是用于當產品本身存在短路或局部短路時，引起電源電流過大，保護電阻阻值隨電流變大而變大，甚至燒斷，從而限制了電源電流的過大，起到對外電源保護作用，提高整機系統的可靠性。如圖1、2所示，所述的橋路電壓取樣電路I由三線傳感器接口電路、溫度傳感器和調零電路組成，所述的三線傳感器接口電路包括電阻R1、R2、R3、R4，所述的溫度傳感器采用鉬電阻Rt，所述的調零電路采用調零電阻Ro，電阻R2、R4的一端相連，且其連接端接電壓基準電路輸出的基準電壓Ur,電阻R2、R1和鉬電阻Rt三者串聯，鉬電阻Rt的另一端接地，電阻R4、R3和調零電阻Ro三者串聯，調零電阻Ro和鉬電阻Rt共地，電阻R2、Rl之間接引線A，電阻R4、R3之間接引線B，引線A、B作為橋路電壓取樣電路I的輸出端，電阻Rl、R2、R3、R4共用一個薄膜電阻網絡，且四者的阻值相同。如圖2所示，橋路電壓取樣電路I用于將鉬電阻Rt的隨溫度變化量，經過橋路變換，取出對應的△ Uo變化值，給儀表放大電路2。Ur是5V電壓基準，給橋路電壓取樣電路I提供精準的基準電壓；當測試某段溫度時，鉬電阻Rt根據最低點的溫度設定某一值，通過調整調零電阻Ro的阻值，使A Uo為零，確定調零電阻Ro的阻值；當鉬電阻Rt隨溫度變化時，其阻值隨之變化，阻值偏差范圍AR=S *At，6 =0. 385 Q/°C, 8為鉬電阻溫度變化系數，溫度每變化一度，鉬電阻Rt的電阻值變化0. 385 Q，鉬電阻Rt阻值的變化，改變了橋路的平衡，△ R的變化通過橋路轉換成電壓AUo的電壓信號，加到后級的儀表放大電路2的輸入端。如圖1、3所示，所述的儀表放大電路2由單片儀表放大器和增益電路組成，所述的單片儀表放大器采用芯片U1，所述的增益電路采用增益電阻Rg，芯片Ul的第2、3引腳接橋路電壓取樣電路I的輸出端，電容Cl跨接在芯片Ul的第2、3引腳上，芯片Ul的第4、7引腳懸空，芯片Ul的第5引腳接增益電阻Rg的一端，增益電阻Rg的另一端接芯片Ul的第I引腳，芯片Ul的第6引腳作為儀表放大電路2的輸出端。將橋路電壓取樣電路I取樣的AUo信號進行放大，通過調整增益電阻Rg的阻值，改變單片儀表放大器的增益倍數，以滿足不同溫度范圍的放大倍數要求，輸出0 5V的量程電壓。輸出電壓范圍的調試方法為通過調零電阻Ro，使單片儀表放大器輸出電壓為0V，對應測溫范圍的溫度最低點；調整增益電阻Rg，使單片儀表放大器輸出5V電壓，對應測溫范圍的溫度最高點。如圖3所示，單片儀表放大器的優點如下高的共模和差模輸入阻抗；低的輸出阻抗，輸出帶載能力強；非常準確的 增益，一般在I 103V/V范圍內，增益調整方便；非常高的共模抑制比，抗共模干擾能力強。單片儀表放大器的放大倍數的增益計算非常簡單，只與增益電阻Rg有關，具有穩定準確的增益，電路功耗低。增益計算公式Kv= (49. 4KQ/RG ) + I其中，Kv為儀表放大器放大倍數；輸出電壓Uo=Kv* (AUo) o如圖1、4所示，所述的電壓/電流轉換電路4包括放大器U2，其反相輸入端通過電阻R8接保護電路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有多重保護功能的溫度變換器電路，其特征在于：包括橋路電壓取樣電路（1），其輸入端與電壓基準電路的輸出端相連，其輸出端與儀表放大電路（2）的輸入端相連，儀表放大電路（2）的輸出端與電壓/電流轉換電路（4）的輸入端相連。

【技術特征摘要】
1.一種具有多重保護功能的溫度變換器電路，其特征在于包括橋路電壓取樣電路(I)，其輸入端與電壓基準電路的輸出端相連，其輸出端與儀表放大電路(2)的輸入端相連，儀表放大電路(2)的輸出端與電壓/電流轉換電路(4)的輸入端相連。2.根據權利要求1所述的具有多重保護功能的溫度變換器電路，其特征在于所述的儀表放大電路(2)的輸出端通過保護電路(3)與電壓/電流轉換電路(4)的輸入端相連。3.根據權利要求1所述的具有多重保護功能的溫度變換器電路，其特征在于所述的橋路電壓取樣電路(I)由三線傳感器接口電路、溫度傳感器和調零電路組成，所述的三線傳感器接口電路包括電阻Rl、R2、R3、R4，所述的溫度傳感器采用鉬電阻Rt，所述的調零電路采用調零電阻Ro，電阻R2、R4的一端相連，且其連接端接電壓基準電路輸出的基準電壓Ur，電阻R2、R1和鉬電阻Rt三者串聯，鉬電阻Rt的另一端接地，電阻R4、R3和調零電阻Ro三者串聯，調零電阻Ro和鉬電阻Rt共地，電阻R2、Rl之間接引線A，電阻R4、R3之間接引線B，引線A、B作為橋路電壓取樣電路(I)的輸出端。4.根據權利要求1所述的具有多重保護功能的溫度變換器電路，其特征在于所述的儀表放大電路(2)由單片儀表放大器和增益電路組成，所述的單片儀表放大器采用芯片U1，所述的增益電路采用增益電阻Rg，芯片Ul的第2、3引...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尚玉鳳，李振亞，李佳，門國捷，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第四十三研究所，
類型：實用新型
國別省市：