[发明专利]一种电阻值转换电路

说明书

本发明属于电阻信号检测领域和模拟电路设计领域，尤其涉及一种电阻值转换电路，包括：通过恒流元件产生的恒流源；电流元件与产生恒流源相同的驱动电流，用于将电阻值转换成电压值的待测电阻，此电流在待测电阻上两端产生的电压值即为待测电阻的转换值。本发明中，被测电阻恒流供电，消除了恒压式电桥供电引起的转换误差，测量准确；单电源供电及信号差值输出，减少了电压复杂度和电源引入的噪声；三极管驱动的恒流供电，输出信号调节裕度大，并且可以实现待测信号的放大；输出转换值的范围为(0.4V～2.8V)，可直接与大多数数模转换器相接，不需专门的放大电路。

技术领域

本发明属于电阻信号检测领域和模拟电路设计领域，尤其涉及一种电阻值转换电路。

背景技术

电阻传感器是一种应用十分广泛的电参数传感器，如温敏电阻、热敏电阻、磁敏电阻、光敏电阻和应力敏感电阻等，其基本原理是将被测物理量转换成相应关系的电阻值，再经过相应的测量电路后，组成的测量温度、热量、涡流、光强、应力、压力、重量、位移、加速度、扭矩等传感器，广泛应用于国计民生的各个领域，如电力、冶金、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门，是实现过程检测和生产过程自动化常用的传感技术。

电阻式传感器要把电阻值转换成电压或电流，才能进行后续的信号处理，对于准确率要求不高的应用场合，桥式结构可以满足要求，但对于准确率要求高的电阻传感器，如PT100和PT1000等，桥式结构的准确率满足不了要求，在桥式结构中，如附图3，输出电压与各参数之间的关系为参考附图4，当△R/R在(10％～-10％)范围变化时，转换误差范围在(-5％～5.5％)，当△R/R＝0.5时，转换误差为(1-1/1.25)*100％＝20％，而且不同变化范围的电阻值的转换误差不一致，导致桥式恒压电路的转换误差大，分段线性也困难。

综上所述，现阶段需要一种转换电路，来减少桥式恒压电路的转换误差。

发明内容

为了解决或者改善上述桥式恒压电路的转换误差过大的问题，本发明提供了一种电阻值转换电路，具体技术方案如下：

本发明提供一种电阻值转换电路，包括：通过恒流元件产生的恒流源；电流元件与产生恒流源相同的驱动电流，用于将电阻值转换成电压值的待测电阻，此电流在待测电阻上两端产生的电压值即为待测电阻的转换值。

优选的，恒流元件包括参考电压源VR，运算放大器A和电阻(R1、R3)。

优选的，电流元件包括三极管T和待测电阻RT。

优选的，参考电压源VR输出恒定电压V_S，该电压输入到运算放大器A的同相端“+”，运算放大器A的反相端“—”和地之间接电阻R1，流经R1的电流保持恒定。

优选的，运算放大器A的输出端和三极管T1的基极之间接有电阻R3，三极管T1的集电极和运算放大器A的反相端“—”接有待测电阻RT，三极管T的集电极输出电流与流经R1上的电流相同，RT两端的电压信号VT即为RT阻值的转换值。

优选的，RT的阻值R(T)与VT的值V(T)、电压源的输出电压值Vs(0)和R1的阻值R₁(0)关系如下：

优选的，对于变化范围在980-1200Ω的热电阻PT1000，需要构筑一个与电阻值转换电路结构相同的镜像电路。

优选的，所述镜像电路包括运算放大器A`的输出端和三极管T1`的基极之间接电阻R3`，三极管T1`的集电极和运算放大器A`的反相端“—”接待测电阻RT(0)，三极管T的集电极输出电流与流经R1`上的电流相同，运算放大器A`的参数与运算放大器A的参数相同，可得R1`＝R1，R3`＝R3。

优选的，待测信号未变化时RT的值RT(0),则RT值从RT(0)变化为RT(0)+△R时，输出电压值Vo(0)和R1的阻值R₁(0)关系如下：