[实用新型]一种多功能差分输入RTD温度检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度检测电路，特别涉及一种多功能差分输入RTD温度检测 电路。

背景技术

在工厂自动化、过程控制、冶金和化工等行业应用中，需要检测大量的温度参数， 相比热电偶、热敏电阻和集成硅，电阻式温度探测器（以下简称RTD）具有更好的精度（± 0.01℃）和线性度，因此，RTD温度检测产品得到广泛地应用。

在工业现场，温度传感器通常离温度变送器或者隔离器有比较远的距离，导线电 阻会叠加在RTD上，从而引入测量误差。为了消除导线误差，传统的做法是采用三线制测量 电路，如图1所示。但是，三线制测量电路中流过激励电流模块中电阻R1和R2的小电流会影 响激励电流的精度；而且，只有当导线的阻值Rw1与Rw2相同时，才可以消除导线误差。如果 要获得更高的测量精度，就必须采用四线制来解决三线制这个先天缺陷，如图2所示。但是 传感器到测量电路距离较远时，四线制带来的布线成本就会急剧增加。因此考虑到各种温 度检测现场，工程布线不尽相同，RTD温度检测产品一般同时集成二线制、三线制和四线制， 以满足各种应用需求。

因而目前，为了实现可以测量各种RTD温度传感器、各种线制、以及开路短路故障 检测功能，导致电路复杂度比较大，元器件和生产校准成本高，因此，业界急需提供一种新 型的适用于检测所有RTD传感器各种线制下的开路和短路故障的电路。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种多功能差分输入 RTD温度检测电路，其结构合理，可实现所有RTD温度传感器二线制、三线制和四线制温度测 量，以及开路短路故障检测。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

一种多功能差分输入RTD温度检测电路，包括电阻式温度探测器、偏置电阻网络、 多路模拟开关、带PGA差分输入的ADC和高精度激励电流，所述电阻式温度探测器依次与所 述偏置电阻网络、所述多路模拟开关和所述带PGA差分输入的ADC连接，所述高精度激励电 流经所述偏置电阻网络与所述电阻式温度探测器连接，所述高精度激励电流还与所述多路 模拟开关连接。

进一步的，该多功能差分输入RTD温度检测电路还包括RFI滤波器，所述RFI滤波器 设置于所述多路模拟开关和所述带PGA差分输入的ADC之间。

进一步的，所述带PGA差分输入的ADC和所述高精度激励电流采用同一基准电压 源，可以消除基准电压发生漂移时对ADC转换结果的影响。

进一步的，所述偏置电阻网络包括第一～四偏置电阻，所述第一偏置电阻一端、第 二偏置电阻一端均与所述RTD温度检测器一端连接，所述第一偏置电阻一端还与所述高精 度激励电流连接，所述第三偏置电阻一端、第四偏置电阻一端均与所述电阻式温度探测器 另一端连接，所述第一～四偏置电阻另一端均接地。

优选的，所述多路模拟开关采用双四选一多路开关。

本实用新型可以动态选择合适的PGA放大差分输入电压至足够大，因此可以获得 很好的信噪比和分辨率。

本实用新型中的多路模拟开关不仅仅局限于多路模拟开关，其他形式的机械开 关、拨码开关均可应用于本电路；带PGA差分输入的ADC也可以由独立的差分运算放大器、仪 表运算放大器加上独立的ADC所代替。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：可以测量所有电阻式温度探测器，并且 判断出各种线制模式下的短路开路故障；该电路还可以应用于各种热敏电阻、电位差计和 应变片等等电阻测量。本发明电路结构简单，使用元器件数量少，元器件和生产成本低，通 过选取位数适当的ADC，可以实现非常高精度、高分辨率的多功能测量，具有广泛的应用前 景。

附图说明

图1是现有技术中的三线制RTD信号调理电路的电路图；

图2是现有技术中的四线制RTD信号调理电路的电路图；

图3是本实用新型一较佳实施例中多功能差分输入RTD温度检测电路的电路框图；

图4是图3实施例中多功能差分输入RTD温度检测电路的电路图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案实用新型人经长期研究和大量实践，得以提出本实 用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。