一种电阻量读取精度不受电源波动影响的电路

摘要

本发明提供一种电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，包括待测电阻Rs、电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6，电源VCC和ADC芯片，其中，所述电源VCC依次经由串联的所述电阻R1、R2和R3接地；所述电阻R3一端与所述电阻R1和R2的连接点相连，另一端连接至所述ADC芯片的第一采集电压引脚；所述电源VCC依次经由串联的所述电阻R4和R5接地；所述电阻R6一端连接至所述电阻R4和R5的连接点，另一端连接至所述ADC芯片的第二采集电压引脚。本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路中电阻量的读取与外加电源无关，不受电源波动的影响，读数更加准确；且电路结构简单，易于实现。

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计的技术领域，特别是涉及一种电阻量读取精度不受电源波动影响的 电路。

背景技术

现有技术中，一些水温传感器、油位传感器会将水温、油位等信息输出成相对应的电阻 量送给控制板上，控制板再利用板上的电源和分压网络，测量并计算出传感器的输出电阻值， 进而得到所需的水温、油位等信息。而电阻的测量依赖于控制板上的电压源，会受到控制板 上电源波动的影响。因此，如何去除控制板内的电源波动对测量电阻量的影响，成为提高测 量精度的一个重要的前提。

为了解决上述问题，现有技术通常所采用以下办法：将外接传感器和其它电阻串联，将 控制板的电源加到电阻网络上，通过测量电阻网络的电压值来计算出外接传感器输出的电阻 值。具体地，如图1所示，外接传感器的电阻Rs与电阻R1和R2串联，二极管D1、电阻 R3用于保护ADC芯片，电容C1用于滤波。电阻R2和R3间的电压值Va经电阻R3送给 ADC芯片电压采集的输入管脚得到电压V1。电压V1连接到ADC芯片的第一路电压采集的 通道上。因为由ADC芯片电压采集的输入管脚的输入电阻大，经过电阻R3的电流小，可以 近似地认为V1＝Va，ADC芯片读出V1后，由以下公式计算外接传感器的电阻值：

(VCC-V1)/R1＝V1/(Rs+R2)

据上述公式即可以推导出电阻Rs的计算公式如下：

Rs＝(R1*V1)/(VCC-V1)-R2

其中，V1是ADC芯片的读出电压值，R1和R2是高精度电阻，VCC是控制板上的电源。 可知，Rs的计算值与VCC有关，仍然会受到VCC波动的影响，导致外接传感器的电阻量读 取精度不高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电阻量读取精度不受电源波 动影响的电路，用于解决现有技术中电阻量读取精度受电源波动影响的问题，以从根本上提 高电阻量读取的精度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电阻量读取精度不受电源波动影响的 电路，包括待测电阻Rs、电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6，电源VCC和ADC芯片，其中， 所述电源VCC依次经由串联的所述电阻R1、R2和R3接地；所述电阻R3一端与所述电阻 R1和R2的连接点相连，另一端连接至所述ADC芯片的第一采集电压引脚；所述电源VCC 依次经由串联的所述电阻R4和R5接地；所述电阻R6一端连接至所述电阻R4和R5的连接 点，另一端连接至所述ADC芯片的第二采集电压引脚。

根据上述的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，其中：还包括二极管D1，所述二 极管D1的正极接地，负极连接至电阻R1和R2的连接点。

根据上述的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，其中：还包括电容C1和电容C2， 所述电容C1一端接地，另一端连接至所述ADC芯片的第一采集电压引脚；所述电容C2一 端接地，另一端连接至所述ADC芯片的第二采集电压引脚。

根据上述的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，其中：所述ADC芯片为8通道 ADC芯片。

根据上述的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，其中：所述待测电阻Rs的电阻量 为Rs＝(V1*R1)/(Vref*(1+R4/R5)-V1)-R2，其中，V1和Vref分别是ADC芯片上第一和第二采 集电压引脚上的电压值。

根据上述的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，其中：所述电阻R4和所述电阻 R5的阻值相同。

进一步地，根据上述的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，其中：所述待测电阻 Rs的电阻量为Rs＝(V1*R1)/(2Vref-V1)-R2，其中，V1和Vref分别是ADC芯片上第一和第二 采集电压引脚上的电压值。

如上所述，本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路，具有以下有益效果：

(1)电阻量的读取与外加电源无关，不受电源波动的影响，读数更加准确；

(2)电路结构简单，易于实现。

附图说明

图1显示为现有技术中的将外接传感器输入的电阻量转换为电压量的电路结构示意图；

图2显示为本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式 中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际 实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参照图2，本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路包括待测电阻Rs、已知电 阻R1、R2、R3、R4、R5和R6，电容C1和C2，二极管D1、电源VCC和ADC芯片，其中， 电源VCC依次经由串联的电阻R1、R2和R3接地；电阻R3一端与电阻R1和R2的连接点 相连，另一端连接至ADC芯片的第一采集电压引脚；二极管D1的正极接地，负极连接至电 阻R1和R2的连接点；电容C1一端接地，另一端连接至ADC芯片的第一采集电压引脚；电 源VCC依次经由串联的电阻R4和R5接地；电阻R6一端连接至电阻R4和R5的连接点， 另一端连接至ADC芯片的第二采集电压引脚；电容C2一端接地，另一端连接至ADC芯片 的第二采集电压引脚。

因此，在本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路中，串联的电阻R1、R2和 待测电阻Rs构成了电源VCC的第一分压网络，二极管D1和电阻R3用于保护ADC芯片， 电容C1用于滤波。串联的电阻R4和R5构成了电源VCC的第二分压网络，电阻R6用于保 护ADC芯片，电容C2用于滤波。

需要说明的是，为了保证所读取电阻量的精度，已知电阻R1、R2、R4和R5均采用高 精度电阻。为了后续计算方便，优选地，已知电阻R4和R5的阻值相同。

优选地，本发明中采用8通道ADC芯片。

下面详细介绍一下本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路中，待测电阻Rs 的电阻量的计算。

在第一分压网络中，因为ADC芯片的输入端电阻特别大，因此电阻R3上电流极小，进 而电阻R3上的压降也极小。故V1约等于R1和R2的连接点处的电压，即

V1＝Va   公式(1)

电阻R1、R2和Rs共同对VCC分压，流经电阻R1、R2和Rs的电流相同，所以有下列 公式：

Va/(Rs+R2)＝(VCC-Va/)R1   公式(2)

由于ADC芯片的输入端电阻特别大，因此电阻R6上电流极小，进而电阻R6上的压降 也极小。故ADC芯片的第二采集电压引脚上的电压Vref约等于电阻R4和R5的连接点处的 电压Vb。故可得到

Vref＝VCC*(R5/(R4+R5))   公式(3)

将公式(1)和公式(3)带入公式(2)，可知

V1/(Rs+R2)＝(Vref*(1+R4/R5)-V1)/R1   公式(4)

进而得知待测电阻Rs的电阻量为

Rs＝(V1*R1)/(Vref*(1+R4/R5)-V1)-R2   公式(5)

其中，R1、R2、R4和R5都是已知的，V1和Vref分别是ADC芯片上第一和第二采集 电压引脚上的电压值。通过公式(5)即可获知待测电阻Rs的电阻量，且该电阻量的计算与 电源电压无关，不受电源波动的影响，从而保证了所读取电阻量的准确度。

优选地，当R4＝R5时，公式(5)可以简化为

Rs＝(V1*R1)/(2Vref-V1)-R2   公式(6)

具体地，在本发明的一个优选实施例中，为了获知外接传感器如水温传感器、油位传感器 的电阻量，将外接传感器作为待测电阻接入本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电 路中，从而上述算法算出外接传感器的电阻值，进一步获知外接传感器所感知的温度和油位 等信息。

需要说明的是，由于ADC芯片具有多个采集电压引脚，即多个采集电压通过。在实际使 用中，可以选定一个采集电压引脚来获取参考电压Vref，其他几个采集电压引脚可以采用相 同的电路结构同时获取待测电阻的输入电压V1，进而同时读取多个待测电阻的电阻量。具体 地，如ADC芯片为8通道时，可以在第8通过获取参考电压Vref，在其他多个(1-7个)通 道同时采集待测电阻的输入电压V1，从而获知多个待测电阻的电阻量。

综上所述，本发明的电阻量读取精度不受电源波动影响的电路中电阻量的读取与外加电 源无关，不受电源波动的影响，读数更加准确；且电路结构简单，易于实现。所以，本发明 有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。