專利名稱：用多組數(shù)字電位器模擬Pt1000鉑電阻的裝置及該裝置模擬Pt1000鉑電阻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及PtlOOO鉬電阻的模擬技術(shù)。
背景技術(shù)：
鉬電阻是一種阻值會隨溫度變化的熱電阻，在測試調(diào)試中常采用合成電阻的方法來代替鉬電阻。目前合成電阻有以下幾種方法:1.通過繼電器切換精密電阻得到可變的電阻。該方法體積大而且由于繼電器存在接觸電阻使得精度難以保證。2.用運算放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成單口網(wǎng)絡(luò)通過編程控制輸入電和輸入電流的比值，從而獲得可編程合成電阻。但這種方法有一定局限性，電阻變化范圍有限，并且測
量復(fù)雜。3.采用單個數(shù)字電位器通過切換半導(dǎo)體電阻來得到可變的電阻。但目前的數(shù)字電位器的分辨率不高在IkQ的范圍內(nèi)最多只能做到256個抽頭，精度不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決在模擬PtlOOO鉬電阻的過程中，電路復(fù)雜，體積大，數(shù)字電位器的分辨率不高，精度不能滿足要求的問題，進而提供用多組數(shù)字電位器模擬Ptiooo鉬電阻的裝置及該裝置模擬Ptiooo鉬電阻的方法。本發(fā)明所述用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置，它包括按鍵輸入模塊、溫度計算模塊、單片機控制電路、第一數(shù)字電位器、第二數(shù)字電位器、第三數(shù)字電位器、第一固定電阻、第二固定電阻、第三固定電阻、第一節(jié)點和第二節(jié)點；按鍵輸入模塊的輸出端連接溫度計算模塊的輸入端，溫度計算模塊的輸出端連接單片機控制電路的輸入端，單片機控制電路的三個控制信號輸出端分別連接第一數(shù)字電位器的調(diào)整端、第二數(shù)字電位器的調(diào)整端和第三數(shù)字電位器的調(diào)整端，第一數(shù)字電位器的一個電阻輸出端和第一固定電阻的一端連接于第一節(jié)點，第一數(shù)字電位器的另一個電阻輸出端同時連接第二數(shù)字電位器的一個電阻輸出端和第一固定電阻的另一端、第二固定電阻的一端，第二數(shù)字電位器的另一個電阻輸出端同時連接第三數(shù)字電位器的一個電阻輸出端和第二固定電阻的另一端、第三固定電阻的一端，第三數(shù)字電位器的另一個電阻輸出端和第三固定電阻的另一端連接于第二節(jié)點，所述第一節(jié)點和第二節(jié)點為模擬的PtlOOO鉬電阻的兩個輸出端。用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置模擬PtlOOO鉬電阻的方法，步驟一、通過按鍵輸入模塊設(shè)置當(dāng)前的溫度值；步驟二、依據(jù)鉬電阻的分度表，通過溫度計算模塊計算每個數(shù)字電位器在不同溫度下所需要的抽頭數(shù)；步驟三、單片機控制電路根據(jù)步驟二獲得的每個數(shù)字電位器的抽頭數(shù)分別發(fā)出控制信號給第一數(shù)字電位器，第二數(shù)字電位器和第三數(shù)字電位器，實現(xiàn)調(diào)整第一數(shù)字電位器，第二數(shù)字電位器和第三數(shù)字電位器的阻值，進而調(diào)整第一節(jié)點和第二節(jié)點之間的電阻值，是該阻值為步驟一設(shè)置的溫度值所對應(yīng)的Ptiooo鉬電阻的阻值。本發(fā)明能準(zhǔn)確模擬鉬電阻，分辨率為1°C，所得電阻誤差可以達到0.1%以下。并且電路簡單，易于實現(xiàn)，克服了繼電器模擬鉬電阻體積大的特點，并且在解決了用單個數(shù)字電位器精度不高的基礎(chǔ)上，又比用運算放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的方法更易于測量。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置，它包括按鍵輸入模塊1、溫度計算模塊2、單片機控制電路
3、第一數(shù)字電位器4、第二數(shù)字電位器5、第三數(shù)字電位器6、第一固定電阻R1、第二固定電阻R2、第三固定電阻R3、第一節(jié)點7和第二節(jié)點8 ；按鍵輸入模塊I的輸出端連接溫度計算模塊2的輸入端，溫度計算模塊2的輸出端連接單片機控制電路3的輸入端，單片機控制電路3的三個控制信號輸出端分別連接第一數(shù)字電位器4的調(diào)整端、第二數(shù)字電位器5的調(diào)整端和第三數(shù)字電位器6的調(diào)整端，第一數(shù)字電位器4的一個電阻輸出端和第一固定電阻Rl的一端連接于第一節(jié)點7,第一數(shù)字電位器4的另一個電阻輸出端同時連接第二數(shù)字電位器5的一個電阻輸出端和第一固定電阻Rl的另一端、第二固定電阻R2的一端，第二數(shù)字電位器5的另一個電阻輸出端同時連接第三數(shù)字電位器6的一個電阻輸出端和第二固定電阻R2的另一端、第三固定電阻R3的一端，第三數(shù)字電位器6的另一個電阻輸出端和第三固定電阻R3的另一端連接于第二節(jié)點8，所述第一節(jié)點7和第二節(jié)點8為模擬的PtlOOO鉬電阻的兩個輸出端。
具體實施方式
二:本實施方式對具體實施方式
一所述的用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置的進一步限定，本實施方式中，所述的第一數(shù)字電位器4，第二數(shù)字電位器5和第三數(shù)字電位器6均是256抽頭且最大阻值為20kQ的數(shù)字電位器；第一固定電阻Rl的固定阻值為IOkQ，第二固定電阻R2的固定阻值為600 Ω，第三固定電阻R3的固定阻值60 Ω。
具體實施方式
三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式是采用具體實施方式
一至二任意一個實施方式所述用多組數(shù)字電位器模擬Ptiooo鉬電阻的裝置模擬PtlOOO鉬電阻的方法，步驟一、通過按鍵輸入模塊I設(shè)置當(dāng)前的溫度值；步驟二、依據(jù)PtlOOO鉬電阻的分度表，通過溫度計算模塊2計算每個數(shù)字電位器在所述溫度值所對應(yīng)的抽頭數(shù)；步驟三、單片機控制電路根據(jù)步驟二獲得的每個數(shù)字電位器的抽頭數(shù)分別發(fā)出控制信號給第一數(shù)字電位器4，第二數(shù)字電位器5和第三數(shù)字電位器6，實現(xiàn)調(diào)整第一數(shù)字電位器4，第二數(shù)字電位器5和第三數(shù)字電位器6的阻值，進而調(diào)整第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值，是該阻值為步驟一設(shè)置的溫度值所對應(yīng)的PtlOOO鉬電阻的阻值。
具體實施方式
四:本實施方式是對實施方式三的進一步說明，本實施方式所述用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置模擬PtlOOO鉬電阻的方法，步驟二所述的依據(jù)鉬電阻的分度表，通過溫度計算模塊2計算每個數(shù)字電位器在所述溫度值所對應(yīng)的抽頭數(shù)的具體過程為:根據(jù)設(shè)置的溫度值查PtlOOO鉬電阻的分度表，獲得相應(yīng)的分度值，即待模擬的鉬電阻在相應(yīng)溫度下的阻值；溫度計算模塊2根據(jù)該阻值以及第一固定電阻Rl的阻值、第二固定電阻R2的阻值和第三固定電阻R3的阻值計算獲得第一數(shù)字電位器4、第二數(shù)字電位器5和第三數(shù)字電位器6的阻值及對應(yīng)的抽頭數(shù)。上述過程可以采用下述方法實現(xiàn):首先計算出每個數(shù)字電位器在每一個抽頭下與其并聯(lián)的電阻并聯(lián)后的電阻值，每個電位器獲得對應(yīng)的含有256個電阻值的數(shù)組，采用排列組合的方式，分別從三個電位器對應(yīng)的數(shù)組中選擇一個電阻值作為一組數(shù)據(jù)，將該組數(shù)據(jù)中的三個電阻值相加獲得和電阻，選擇與待模擬的鉬電阻在相應(yīng)溫度下的阻值最接近的一個和電阻所對應(yīng)的一組數(shù)據(jù)，將該組數(shù)據(jù)中三個電阻值對應(yīng)的三個電位器的抽頭數(shù)作為對應(yīng)的抽頭數(shù)。本實施方式中，在不同溫度下所需要的抽頭數(shù)如下所示:例如:第一數(shù)字電位器4的抽頭分別為1、2的時候,對應(yīng)該電位器與第一固定電阻Rl并聯(lián)后對應(yīng)的電阻值分別是:0 Ω、1 Ω ；第二數(shù)字電位器5的抽頭分別為3、4的時候，對應(yīng)該電位器與第二固定電阻R2并聯(lián)后對應(yīng)的電阻值分別是:2 Ω、3 Ω ；第三數(shù)字電位器6的抽頭分別為5、6的時候,對應(yīng)該電位器與第三固定電阻R3并聯(lián)后對應(yīng)的電阻值分別是:4Ω、5Ω。列出所選上述情況對應(yīng)的第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值的所有組合:O Ω，2 Ω，4 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為6 Ω ；O Ω，2 Ω，5 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為7 Ω ；O Ω，3 Ω，4 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為7 Ω ；O Ω，3 Ω，5 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為8 Ω ；I Ω，2 Ω，4 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為7 Ω ；I Ω，2 Ω，5 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為8 Ω ；I Ω，3 Ω，4 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為8 Ω ；I Ω，3 Ω，5 Ω，對應(yīng)第一節(jié)點7和第二節(jié)點8之間的電阻值為9 Ω ；如果待模擬的鉬電阻在相應(yīng)溫度下的阻值7 Ω，那么從所選三組電位器對應(yīng)數(shù)組的所有組合中抽出一組值為0Ω，2Ω，5Ω ;得到每個電位器對應(yīng)的抽頭數(shù)即為1，3，6。綜上所述，要得到(TC時PtlOOO的阻值IkQ，第一固定電阻Rl的阻值是IOkQ，第二固定電阻R2的阻值是600Ω，第三固定電阻R3的阻值是60Ω，第一數(shù)字電位器4，第二數(shù)字電位器5和第三數(shù)字電位器6均是256抽頭且最大阻值為20kQ的數(shù)字電位器，那么根據(jù)依照分度表與數(shù)字電位器參數(shù)計算得到的結(jié)果的過程為:調(diào)節(jié)第一數(shù)字電位器4的抽頭到9，得到并聯(lián)阻值700 Ω，調(diào)節(jié)第二數(shù)字電位器5的抽頭到5，得到并聯(lián)阻值254 Ω，調(diào)節(jié)第三數(shù)字電位器6的抽頭到2，得到并聯(lián)阻值46 Ω，那么串聯(lián)后的阻值為700 Q+254 Q+46 Q = 1000 Q，為PtlOOO鉬電阻在(TC時的理論值。依據(jù)不同熱電阻的分度表調(diào)整數(shù)字電位器型號或所并聯(lián)精密電阻的阻值，可以達到模擬多種熱電阻的功能。
權(quán)利要求
1.用多組數(shù)字電位器模擬Ptiooo鉬電阻的裝置，其特征在于:它包括按鍵輸入模塊(I)、溫度計算模塊(2)、單片機控制電路(3)、第一數(shù)字電位器(4)、第二數(shù)字電位器(5)、第三數(shù)字電位器(6)、第一固定電阻(Rl)、第二固定電阻(R2)、第三固定電阻(R3)、第一節(jié)點(7)和第二節(jié)點⑶； 按鍵輸入模塊(I)的輸出端連接溫度計算模塊(2)的輸入端，溫度計算模塊(2)的輸出端連接單片機控制電路(3)的輸入端，單片機控制電路(3)的三個控制信號輸出端分別連接第一數(shù)字電位器(4)的調(diào)整端、第二數(shù)字電位器(5)的調(diào)整端和第三數(shù)字電位器(6)的調(diào)整端，第一數(shù)字電位器(4)的一個電阻輸出端和第一固定電阻(Rl)的一端連接于第一節(jié)點(7)，第一數(shù)字電 位器(4)的另一個電阻輸出端同時連接第二數(shù)字電位器(5)的一個電阻輸出端和第一固定電阻(Rl)的另一端、第二固定電阻(R2)的一端，第二數(shù)字電位器(5)的另一個電阻輸出端同時連接第三數(shù)字電位器(6)的一個電阻輸出端和第二固定電阻(R2)的另一端、第三固定電阻(R3)的一端，第三數(shù)字電位器(6)的另一個電阻輸出端和第三固定電阻(R3)的另一端連接于第二節(jié)點(8)， 所述第一節(jié)點(7)和第二節(jié)點(8)為模擬的PtlOOO鉬電阻的兩個輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置，其特征在于:第一數(shù)字電位器(4)，第二數(shù)字電位器(5)和第三數(shù)字電位器(6)均是256抽頭且最大阻值為20kQ的數(shù)字電位器；第一固定電阻(Rl)的固定阻值為IOkQ，第二固定電阻(R2)的固定阻值為600 Ω，第三固定電阻(R3)的固定阻值60 Ω。
3.采用權(quán)利要求1所述的用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置模擬PtlOOO鉬電阻的方法，其特征在于:: 步驟一、通過按鍵輸入模塊(I)設(shè)置當(dāng)前的溫度值； 步驟二、依據(jù)PtlOOO鉬電阻的分度表，通過溫度計算模塊(2)計算每個數(shù)字電位器在所述溫度值所對應(yīng)的抽頭數(shù)； 步驟三、單片機控制電路根據(jù)步驟二獲得的每個數(shù)字電位器的抽頭數(shù)分別發(fā)出控制信號給第一數(shù)字電位器(4)，第二數(shù)字電位器(5)和第三數(shù)字電位器￠)，實現(xiàn)調(diào)整第一數(shù)字電位器(4)，第二數(shù)字電位器(5)和第三數(shù)字電位器￠)的阻值，進而調(diào)整第一節(jié)點(7)和第二節(jié)點(8)之間的電阻值，是該阻值為步驟一設(shè)置的溫度值所對應(yīng)的PtlOOO鉬電阻的阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用多組數(shù)字電位器模擬PtlOOO鉬電阻的裝置模擬PtlOOO鉬電阻的方法，其特征在于:步驟二所述的依據(jù)鉬電阻的分度表，通過溫度計算模塊(2)計算每個數(shù)字電位器在所述溫度值所對應(yīng)的抽頭數(shù)的具體過程為: 根據(jù)設(shè)置的溫度值查PtlOOO鉬電阻的分度表，獲得相應(yīng)的分度值，即待模擬的鉬電阻在相應(yīng)溫度下的阻值；溫度計算模塊(2)根據(jù)該阻值以及第一固定電阻(Rl)的阻值、第二固定電阻(R2)的阻值和第三固定電阻(R3)的阻值計算獲得第一數(shù)字電位器(4)、第二數(shù)字電位器(5)和第三數(shù)字電位器(6)的阻值及對應(yīng)的抽頭數(shù)。
全文摘要
用多組數(shù)字電位器模擬Pt1000鉑電阻的裝置及該裝置模擬Pt1000鉑電阻的方法，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域。它是為了解決電路復(fù)雜，體積大，數(shù)字電位器的分辨率不高，精度不能滿足要求的問題。用多組數(shù)字電位器模擬Pt1000鉑電阻的裝置，通過按鍵輸入模塊設(shè)置當(dāng)前溫度值，依據(jù)鉑電阻分度表，通過溫度計算模塊計算每個數(shù)字電位器在不同溫度下所需要的抽頭數(shù)，單片機控制電路根據(jù)每個數(shù)字電位器的抽頭數(shù)分別發(fā)出控制信號給第一數(shù)字電位器，第二數(shù)字電位器和第三數(shù)字電位器，實現(xiàn)調(diào)整第一數(shù)字電位器，第二數(shù)字電位器和第三數(shù)字電位器的阻值，進而調(diào)整第一節(jié)點和第二節(jié)點之間的電阻值。本發(fā)明適用于現(xiàn)有電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號G01K7/18GK103196582SQ20131011321
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者劉冰, 喬家慶, 付平, 尹洪濤, 鳳雷, 蔣大鵬, 杜潤, 張佳寧, 蔣明哲 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)