一种三线制测温电路的制作方法

本发明涉及测温电路技术领域，具体为一种三线制测温电路。

背景技术：

热电阻是一种常用的温度传感器，如pt100，ntc30等，热电阻阻值与测量稳定呈单调关系，因此可以根据热电阻阻值计算出待测温度。然而当传感器安装位置与测量仪表之间距离较长时，连接电缆的导线电阻会引起较大的测量误差。为了消除连线电阻影响的方法可以采用三线制接线法。

一般的做法是采用单恒流源或双恒流源法，中国专利号zl03263202.9公开的一种热电阻温度测量电路，即采用单恒流源法，但这些做法大多电路较复杂，量程范围相对较小。

技术实现要素：

本发明提供一种三线制测温电路，可以有效解决上述背景技术中提出大多电路较复杂，量程范围相对较小的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电路包括1)由三线温度传感器pt0与继电器或者干簧管k1，电阻r0构成的分压电路部分；2)对分压进行运算放大的减法放大电路部分；3)对in0输入信号进行模数转换和控制k1开合的mcu；

要求接入三线制测温电阻的三根电缆，材质，线径，长度相同；继电器或者干簧管k1控制温度传感器pt0三线的接入状态，根据k1断开闭环两种不同的接入状态下的数据输出的差异，计算出连接电缆的内阻，然后根据这个内阻值进行温度补偿。与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，电路简单，且量程范围大，适合推广使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1所示，本发明提供技术方案，一种三线制测温电路，包括温度传感器pt0，温度传感器pt0与中间继电器k1常开触点和电阻r0并接相连，中间继电器k1线圈通过sw0端控制闭合，且中间继电器k1常开触点另一端与电阻r0串接相连；

电阻r0与电阻r3串联相接，且电阻r1,电阻r2,电阻r3,电阻r4与lm358运算放大器构成一个减法放大器，电阻r4与稳压管d1串接相连；

电阻r3为正端，电阻r1为负端，且电阻r1,电阻r2相互串联，lm358运算放大器输出端与电阻r5串联，且输出信号端为in0，并与电容c1并联相连。

根据上述技术方案，电阻r0、稳压管d1、电阻r4、lm358运算放大器和电容c1均接地。

根据上述技术方案，一个实施例为中间继电器k1线圈为5v电压，电阻r1电压为2.38v，电容c1的含量为0.1uf。

根据上述技术方案，pt0为pt100温度传感器,pt100的电阻特性为，135度＝151r，-30度＝88.04r，300度＝213.79r(r代表欧姆)；k1为继电器，型号为hf46f-5v，

由sw0端控制闭合，根据上述技术方案，r0＝200r；r1,r2,r3,r4与lm358运算放大器构成一个减法放大器；输出信号端为in0，对接adc采样端口(限值3.3v)，一个实施例是选择芯片stm32f103c8t6，此芯片带有多个adc多通道的采样器，同时io端输出，经过三极管放大控制sw0高低电平，从而控制继电器的开闭。

根据上述技术方案，r1,r2,r3,r4与lm358运算放大器构成一个减法放大器，满足r1＝r2,r3＝r4,r1:r2＝1:3.0；此减法放大器r1输入端的2.38v电压，由一个220r和一个200r的电阻分压5.0v电源构成；在300度时pt100的电阻为213.79r，in0输出接近于0；

根据上述技术方案，零点需要在出厂前校正；

300度时pt100阻值213.79r，r3输入端2.42v；

-30度时pt100阻值88.04r，r3输入端3.47v；

根据上述技术方案，使用继电器或者干簧管控制三线的接入状态，根据不同的接入状态下的数据输出的差异，计算出连接电缆的内阻，然后根据这个内阻值进行温度补偿。

根据上述技术方案，电缆的内阻计算步骤如下：

1).按图1接入三线制温度传感器pt0，要求三线电缆的三根线材质相同且线径相同；

2).断开继电器k1，测量出r3输入端电压u1；

3).闭合继电器k1，测量出r3输入端电压u1；

4).假设线缆中每一根导线内阻为r，pt100的电阻值为rx；

因此有计算公式：

u1/r0＝5.0/(2*r+rx+r0)；u2/r0＝5.0/(1.5*r+rx+r0)；

因此有：r＝2*(5.0/u1-5.0/u2)*r0；

根据计算得到的r可以计算出rx＝5.0*r0/u2-1.5*r-r0；

由此可以在测试中保持k1闭合，实时测量出r3输入端的电压u2，然后根据上式精确计算出pt100的阻值rx,以此计算出测量温度，此计算在本实施例中由stm32f103c8t6芯片完成。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。