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CN204855028U - 一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统 - Google Patents

一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统 Download PDF

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CN204855028U
CN204855028U CN201520160406.6U CN201520160406U CN204855028U CN 204855028 U CN204855028 U CN 204855028U CN 201520160406 U CN201520160406 U CN 201520160406U CN 204855028 U CN204855028 U CN 204855028U
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CN
China
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converter
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operational amplifier
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CN201520160406.6U
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Inventor
胡慧
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Hunan Institute of Engineering
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Hunan Institute of Engineering
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Abstract

本实用新型公开了一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统，包括数据处理电路模块、存储器、温度传感器、加热器、恒流控制电路、D/A转换器和第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器；数据处理电路模块通过D/A转换器为恒流控制电路提供输入信号；恒流控制电路的输出端经热敏电阻RL接地；第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器的输入端分别接D/A转换器的输出端、恒流控制电路的输出端以及温度传感器的输出端；加热器受控于数据处理电路模块；所述的恒流控制电路包括运算放大器U1和U2；U1构成同相求和运算电路，U2构成电压跟随器。该基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统易于实施，测量精度高。

Description

一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统。
背景技术
热敏电阻的出厂检测过程中，需要检验温度和阻值的对应关系，形成温度-阻值表或曲线，因此，精确检测电阻和温度是非常关键的，采用现有的电路要精确的测量电阻的难度是很大的，因为测量电路的电压或电流的极小波动会导致最终的较大的误差，因此，有必要设计一种新型的热敏电阻检测系统。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统，该基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统易于实施，测量精度高。
实用新型的技术解决方案如下：
一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统，其特征在于，包括数据处理电路模块、存储器、温度传感器、加热器、恒流控制电路、D/A转换器和第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器；
数据处理电路模块通过D/A转换器为恒流控制电路提供输入信号；恒流控制电路的输出端经热敏电阻RL接地；
第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器的输入端分别接D/A转换器的输出端、恒流控制电路的输出端以及温度传感器的输出端；第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器的输出端均与数据处理电路模块相接；
存储器与数据处理电路模块相连；
加热器受控于数据处理电路模块；
所述的恒流控制电路包括运算放大器U1和U2；
运算放大器U1的同向输入端经电阻R3与D/A转换器的输出端相接；运算放大器U1的反向输入端经电阻R1接地；运算放大器U1的反向输入端与输出端之间跨接有电阻R2；运算放大器U1的输出端依次经串联的电阻R27和热敏电阻RL接地；
运算放大器U2的同向输入端经电阻R7接电阻R27和热敏电阻的连接点；运算放大器U2的反向输入端与输出端短接；运算放大器U2的输出端经电阻R4与运算放大器U1的同向输入端相接；
R1、R2、R3和R4的阻值相等；电阻R7和R27的阻值相等。
电阻R1、R2、R3和R4均为1K欧姆；电阻R7和R27均为10K欧姆，运算放大器U1和U2均采用OP07AJ型运算放大器。
数据处理电路模块为现有成熟的技术，可以采用数字器件搭建，也可以采用集成的处理芯片，如单片机和DSP等，采用单片机或DSP等集成器件时，不涉及到程序和方法。
有益效果：
本实用新型的基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统采用基于恒流控制电路的加载电流方式，由于恒流控制电路采用负反馈的方式，电路稳定性好，抗干扰能力强，另外，采用本检测系统，能同时测量多个物理量，如多个电压和温度值，是一套功能丰富的系统，能实现自动、连续测量，成本低，易于实施，构思巧妙。
附图说明
图1是基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统的总体结构示意图。
图2是恒流控制电路的原理图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
如图1-2所示，一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统，其特征在于，包括数据处理电路模块、存储器、温度传感器、加热器、恒流控制电路、D/A转换器和第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器；
数据处理电路模块通过D/A转换器为恒流控制电路提供输入信号；恒流控制电路的输出端经热敏电阻RL接地；
第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器的输入端分别接D/A转换器的输出端、恒流控制电路的输出端以及温度传感器的输出端；第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器的输出端均与数据处理电路模块相接；
存储器与数据处理电路模块相连；
加热器受控于数据处理电路模块；
如图2，所述的恒流控制电路包括运算放大器U1和U2；
运算放大器U1的同向输入端经电阻R3与D/A转换器的输出端相接；运算放大器U1的反向输入端经电阻R1接地；运算放大器U1的反向输入端与输出端之间跨接有电阻R2；运算放大器U1的输出端依次经串联的电阻R27和热敏电阻RL接地；
运算放大器U2的同向输入端经电阻R7接电阻R27和热敏电阻的连接点；运算放大器U2的反向输入端与输出端短接；运算放大器U2的输出端经电阻R4与运算放大器U1的同向输入端相接；
R1、R2、R3和R4的阻值相等；电阻R7和R27的阻值相等。
电阻R1、R2、R3和R4均为1K欧姆；电阻R7和R27均为10K欧姆，运算放大器U1和U2均采用OP07AJ型运算放大器。
恒流控制电路的工作原理说明：
如图2；电路引入负反馈，U1构成同相求和运算电路，U2构成电压跟随器。
令R1＝R2＝R3＝R4＝R；
U N 1 R 1 = U O 1 - U N 1 R 2 , 因为R1＝R2，所以 U N 1 = U O 1 2 - - - ( 1 )
U P 1 = U N 1 - U O 2 R 3 + R 4 * R 4 , 因为R3＝R4，所以 U p 1 = U O 1 + U O 2 2 - - - ( 2 )
根据运放续短路续断可以得出：Uo2＝UP2＝URO
因(2)式可以推导为： R P 1 = D A C + U R O 2 - - - ( 3 )
由于UN1＝UP1
综合(1)(3)式，可得：DAC＝UO1-URO
即加到电阻R27两端上的电压值等于输入电压值DAC，根据运放虚断原理，U2的P2端相当于断路，因此没有电流流过，因此流过量程电阻R27的电流绝大部分都流入了RL负载电阻上，因此电路通过负反馈回路形成了一个稳定的电流，只要通过控制DAC输入，就能得到不同的电流值。
工作过程说明：
总体上，数据处理电路模块控制加热器对现场环境(如恒温箱)加热，由温度传感器和ADC3检测现场的实时温度；
再采用伏安法测量当前温度下的热敏电阻的阻值，具体是通过数据处理电路模块给出电压到恒流控制模块，恒流控制模块输出恒定的电流I(I＝UDAC/R27，UDAC为D/A转换器的输出电压，由ADC1检测得到)加载到电表上，通过ADC2检测到热敏电阻上的压降URL，则热敏电阻的电阻值即为RL＝URL/I＝URL*R27/UDAC。通过给定不同的UDAC，每一个温度下测量多组电阻数据再求平均值，即可得到各温度下电阻的最终值，从而形成温度-电阻曲线，与标准的曲线对照，即可判断当前的热敏电阻是否合格。

Claims (2)

1.一种基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统，其特征在于，包括数据处理电路模块、存储器、温度传感器、加热器、恒流控制电路、D/A转换器和第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器；
数据处理电路模块通过D/A转换器为恒流控制电路提供输入信号；恒流控制电路的输出端经热敏电阻RL接地；
第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器的输入端分别接D/A转换器的输出端、恒流控制电路的输出端以及温度传感器的输出端；第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器的输出端均与数据处理电路模块相接；
存储器与数据处理电路模块相连；
加热器受控于数据处理电路模块；
所述的恒流控制电路包括运算放大器U1和U2；
运算放大器U1的同向输入端经电阻R3与D/A转换器的输出端相接；运算放大器U1的反向输入端经电阻R1接地；运算放大器U1的反向输入端与输出端之间跨接有电阻R2；运算放大器U1的输出端依次经串联的电阻R27和热敏电阻RL接地；
运算放大器U2的同向输入端经电阻R7接电阻R27和热敏电阻的连接点；运算放大器U2的反向输入端与输出端短接；运算放大器U2的输出端经电阻R4与运算放大器U1的同向输入端相接；
R1、R2、R3和R4的阻值相等；电阻R7和R27的阻值相等。
2.根据权利要求1所述的基于恒流控制电路的热敏电阻检测系统，其特征在于，电阻R1、R2、R3和R4均为1K欧姆；电阻R7和R27均为10K欧姆，运算放大器U1和U2均采用OP07AJ型运算放大器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107967018A (zh) * 2017-12-21 2018-04-27 成都鼎控科技有限公司 一种电流源电路及其控制方法

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