专利名称：一种高稳定性的热电阻温度测量电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高稳定性的热电阻温度测量电路，属于温度检测仪表领域。
背景技术：
热电阻温度测量电路是热电阻测温仪表的重要组成部分，它的性能高低直接影响 着热电阻测温仪表的质量。在应用中热电阻温度测量电路还存在许多问题需要解决，例如， 测量电路的非线性给温度测量带来的测量误差。针对这一问题，国内外许多公司进行了研 究，给出了不同的解决方案，提高了测量电路的线性度。但发现这些电路还存在一些问题有 待完善，例如测量电路的对称性差、结构较复杂，从而使测量电路抗共模干扰能力下降、电 路稳定性低，当环境温度变化时，测温仪表产生温漂等。

发明内容为解决现有技术中测量电路对称性差、结构较复杂的问题，本实用新型提供一种 热电阻温度测量电路，它提高了热电阻温度测量电路抗共模干扰能力及温度稳定性。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是双恒流源热电阻温度测量电路， 包括热电阻接口电路、恒流源电路、基准电压源电路。其特征是两个恒流源电路形式完全 对称。 所述的热电阻接口电路包括接线端子1、接线端子2和接线端子3。其中三线制热 电阻A端经过接线端子1连接到晶体管T1B、 T2B的集电极，三线制热电阻B端经过接线端 子2连接到电源Vcc，三线制热电阻C端经过接线端子3连接到调零电阻R0。 所述的恒流源电路包括左边的恒流源A和右边的恒流源B。恒流源A由三极管 T1A、 T2A、运算放大器IC1A及电流反馈电阻Rl组成。恒流源B由三极管T1B、 T2B、运算放 大器IC1B及电流反馈电阻R2组成。 所述的基准电压源电路包括电压基准IC2和限流电阻R3。 与现有技术相比，本技术方案提高了热电阻温度测量电路的稳定性、抗共模干扰 能力。能应用于工业化工、冶金、酿造、制药、家电及机械制造等多种行业的温度测量，具有 很强的实用性。

图1是本实用新型的热电阻温度测量电路图； 图2是本实用新型的热电阻温度测量电路的简化电路图。
具体实施方式热电阻温度测量电路图如图1所示。其中Rt是热电阻传感器，端子1到端子A之 间的虚线是热电阻传感器到测量电路之间连接导线，R0是调零电阻，Rl、 T1A、 T2A、 IC1A组 成恒流源A， R2、 T1B、 T2B、 IC1B组成恒流源B。
3[0012] 为了叙述清楚，将图1的热电阻温度测量电路简化，如图2所示，环境因素对恒流 源稳定性的影响主要体现在温度的影响，当温度发生变化时，电阻的阻值、三极管的参数及 运算放大器的参数都要发生变化，这些变化会使恒流源的电流发生变化，导致测量仪表测 量精度下降。为了减小环境温度对测量电路的影响，应对测量电路中的元器件进行如下选 择。 1、电流反馈电阻R1、R2的选取 从图2可以得出恒流源输出的电流 /1 = — + /3 —历 (1) 从(1)式可以看出在恒流源电路中电流反馈电阻R2的温度稳定性对输出电流II 是有影响的，所以图1中的R1、R2可选择金属膜电阻，它们的温度系数较小，性能稳定，并且 尽量使Rl与R2 —样，可以进一步减小对恒流源热稳定性的影响。 2、三极管的选取
从(1)式可以得出恒流源的电流II :
/1 =(——+ /3)/(1 +丄) (2)
从(2)式可以看出，当13 >> 1时，(2)式可以简化为
/1 = ， + /3 (3) / 2 从(3)式可以看出恒流源输出电流I1与三极管的参数无关，从而排除了三极管温 度稳定性对恒流源稳定性的影响。采用复合管可以满足P >> 1的条件，如图l所示。 3、运算放大器的选取 运算放大器对恒流源稳定性的影响主要体现在输入失调电压、输入失调电流和输 入偏置电流方面。应选择输入失调电压< 30iiV、失调电压漂移〈1.0iiV广C、输入失调电 流< 2. OnA、失调电流漂移〈30pA广C、输入偏置电流〈5nA、开环电压增益〉100dB的运算 放大器。 由于该测量电路的运算放大器的输出为(1 2)V，所以差模输入电压〈(10
20) i!V;又因运算放大器的输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流都非常小，所以两
个输入端可以视为"虚短路"。因此图2中Ve与基准电压Vref有如下关系 Ve = Vref (4) 又因为运算放大器的输入偏置电流13 ( < 5nA)与12( > lmA)相比可以忽略。所 以(3)式可以写成 (5) 由(5)式可见恒流源输出电流II的稳定性只与基准电压Vref和电流反馈电阻R2 的稳定性有关，而与其它元器件无关。经实际应用恒流源输出电流Il的温度稳定性很好。 综上所述，本实用新型的热电阻温度测量电路中，电流反馈电阻R2和基准电压源 IC2的热稳定性起着关键的作用，在实际应用中可根据测温仪表的技术指标高低，适当选取 测量电路中各元器件，就能够保证测量电路的热稳定性。 从图1可以看出本实用新型的热电阻温度测量电路是完全对称的，具有较强的抗共模干扰能力,
权利要求一种热电阻温度测量电路，其特征是包括热电阻接口电路、恒流源电路、基准电压源电路和三线制热电阻Rt，所述的热电阻接口电路包括接线端子(1)、接线端子(2)和接线端子(3)，其中三线制热电阻(A)端经过接线端子(1)连接到晶体管T1B、T2B的集电极，三线制热电阻(B)端经过接线端子(2)连接到电源Vcc，三线制热电阻(C)端经过接线端子(3)连接到调零电阻R0，所述的恒流源电路包括左边的恒流源A和右边的恒流源B，恒流源A由三极管T1A、T2A、运算放大器IC1A及电流反馈电阻R1组成，恒流源B由三极管T1B、T2B、运算放大器IC1B及电流反馈电阻R2组成，所述的基准电压源电路包括电压基准IC2和限流电阻R3。
2. 如权利要求1所述热电阻温度测量电路，其特征在于基准电压Vref同时连接到两个 运算放大器IC1A和IC1B的正输入端。
3. 如权利要求1所述热电阻温度测量电路，其特征在于来自Rl和R2的电流反馈信号 分别传送到两个运算放大器IC1A和IC1B的负输入端。
4. 如权利要求1所述热电阻温度测量电路，其特征在于恒流源电路中的三极管采用了 复合管形式。
专利摘要本实用新型涉及一种热电阻温度测量电路，属于温度检测仪表领域。包括热电阻接口电路、恒流源电路、基准电压源电路。该电路利用恒流源、电流负反馈和对称性设计技术，使该测量电路具有线性度高，结构简单，抗共模干扰能力强、温度稳定性高的特点。可应用于工业化工、冶金、酿造、制药、家电及机械制造等多种行业的温度测量。
文档编号G01K7/22GK201522341SQ20092011008
公开日2010年7月7日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者刘世泉 申请人:北京信息职业技术学院