具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种多通道热电阻测量装置，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括测试恒流源1、补位恒流源2、互斥切换开关组3及多个通道电路4；

所述测试恒流源1与所述补位恒流源2通过所述互斥切换开关组3互斥连接于所述通道电路4；

所述通道电路4包括工作通道电路及空闲通道电路，利用所述互斥切换开关组通过所述测试恒流源1对所述工作通道电路进行供电，对所述空闲通道电路通过所述补位恒流源2进行供电。

不难发现，本发明中的所述测试恒流源1需要为所述热电阻的电信号测试过程提供电流，因此其精度要求较高，反观所述补位恒流源2仅需要保证电路中的电容的充放电状态与正式测量中一致即可，因此对电流精度要求不高，即所述补位恒流源2精度要求低。

另外，所述多通道热电阻测量装置包括多个所述补位恒流源2；所述补位恒流源2与所述通道电路4对应；即每个所述通道电路4均对应一个所述补位恒流源2，所述补位恒流电源要求低，成本也较低，为每个通道电路4都配备一个所述补位恒流电源，能使电路布局更灵活，走线难度更低，适用范围更广。更进一步地，所述多通道热电阻测量装置只包括一个所述测试恒流源1，所述测试恒流源1精度要求高，成本高，只设置一个生产成本低。图1给出的例子中每个通道电路4都对应一个测试恒流源1及一个补位恒流源2，实际使用时可根据具体情况做选择。

更进一步地，所述测试恒流源1为电压-电流转换电路，下面具体举一例，测试恒流源1为电压-电流转换电路提供0.5mA恒定电流(具体电流源可根据需要调整)。测试恒流源1选用了TI的INA132集成差动运放芯片和REF3212基准源芯片。精确度最大为0.2％；低静态电流，约为100μA。

再进一步地，所述补位恒流源2为电压/电阻电路；所述电压/电阻电路包括供压电源V3及与所述供压电源V3串接的限流电阻R3，出于成本考虑，低精度恒流源的电流用电压/电阻的方式得到，并非真正恒流，而是通过在电压源输出端串接大额电阻(即所述限流电阻R3，其电阻远超过电路中其他组件电阻)来获得接近恒流源的电流。继续接上例，使用板卡内常用电源(比如24V)，串接一定阻值的电阻(例如40K)后对外部的RTD供电，让得出流经RTD的电流约为0.5mA即可。

另外，所述通道电路4为二线制接线电路、三线制接线电路及四线制接线电路中任一种，当然，也可根据实际情况选用其它接线方法连接所述待测热电阻。

还有所述多通道热电阻测量装置包括的通道电路4的数量为2个至16个，包括端点值，如2.0个、5.0个或16.0个中任一种，当然，也可根据实际情况作相应变动。

需要注意的是，图1中RTD1指第一个通道电路4内的待测热电阻，RTDn指第n个通道电路4内间的待测热电阻，而从图1中不难看出，RTD1对应的通道电路4对应的互斥切换开关组3指向所述测试恒流源1，即RTD1对应的通道电路4为所述工作通道电路，相应地RTDn对应的通道电路4为空闲通道电路。

图2为本申请提供的多通道热电阻测量装置的一种具体实施方式的电路结构图，其中，图中的I1、I2为所述测试恒流源1，I3、I4为所述补位恒流源2，需要注意的是，图2给出的实施方式中，不同的通道电路4对应的测试恒流源1均为I1、I2，但I3、I4分别为不同通道电路4对应的不同的补位恒流源2。

以图2为例说明热电阻测量原理：

1)在一个采集周期内，由MOS开关(即所述互斥切换开关组3)切换控制，依次接通N路热电阻信号至后端采集电路，由AD采集当前通道信号，并传输至后续处理其处理(图中未画出)。

2)I1、I2为两个高精度恒流源，S0_A、S0_B、S0_C、S0_D、S0_E、S0_F、S0_G、S3、S8为MOS模拟开关。二、三线制接线时I1、I2由模拟开关控制同时切换，依次接通n路热电阻信号。低精度恒流I3由开关S3控制，与I1、I2的切换互斥，I1、I2不导通时I3导通，使流过热电阻的电流不出现跳变，减少了通道滤波电路部分充放电时间。

3)四线制接线时I2断开，恒流源I1、低精度恒流I3的切换同二线制、三线制接线。

4)冗余切换通过本模块的主从信号对开关的控制实现。模块为主模块时开关正常切换，依次接通n路热电阻信号。为从模块时开关全部断开，使主模块的采集不受到影响。

5)图中的模拟开关用两个MOS管串联，可以实现双向开关，防止寄生二极管的影响使电流在MOS管开关断开时反向不可控。开关S0_C的作用是防止当模块冗余使用本板为从时，主模块的恒流源I1电流分流进入本模块，影响主模块精度。

6)通道开关的切换控制如图5所示，MCU控制3-8译码器(图中138器件)依次选通8个通道。本板为主模块时，本板主从信号为低电平，经过非门后为高电平，不影响开关S3(对应图2的S3)、S0(对应图2的S0_A、S0_B、S0_C、S0_D、S0_E、S0_F、S0_G)、S8(对应图2的S8)的切换，由MCU控制的开关切换原则见步骤2)、3)，其中四线制接线时断开恒流源I2是通过线制控制信号输出低电平使S8(对应图2的S8)断开来实现的。本板为从模块时，本板主从信号为高电平，经过非门后为低电平，使S3(对应图2的S3)、S0(对应图2的S0_A、S0_B、S0_C、S0_D、S0_E、S0_F、S0_G)、S8(对应图2的S8)全部断开。

以二线制接线为例，接线时每个通道的A、B线分别接热电阻两端，C和B在端子处短接。采集RTD1对应的通道1的信号时，S0_A、S0_B、S0_C、S0_D、S0_E、S0_F、S0_G、S8同时导通，通道2的对应开关断开。恒流源电流I1、I2流过通道1信号采集调理部分，通道2的S0_D、S0_E、S0_F、S0_G断开，所以通道1的电流不会通过通道2的S0_D、S0_E、S0_F、S0_G流到通道2。通道1的S3断开，低精度恒流I3断开，通道2的S3导通，低精度恒流(即所述补位恒流源2的电流)流经图中二极管和热电阻，到板内的现场地。因为通道2的开关S0_D、S0_E断开，所以低精度恒流电流不会通过通道2的开关S0_D、S0_E流到通道1，通道之间不相互影响。

而对于短路和超量程故障，电流的流向和无故障时相同，由前面的分析可知通道短路和超量程故障不会对其它通道有影响。通道断线、接地、通道工频、高频干扰分析同非冗余配置，不会影响其他通道电路4。

本发明所提供的多通道热电阻测量装置，包括测试恒流源1、补位恒流源2、互斥切换开关组3及多个通道电路4；所述测试恒流源1与所述补位恒流源2通过所述互斥切换开关组3互斥连接于所述通道电路4；所述通道电路4包括工作通道电路及空闲通道电路，利用所述互斥切换开关组通过所述测试恒流源1对所述工作通道电路进行供电，对所述空闲通道电路通过所述补位恒流源2进行供电。本申请中增设了所述补位恒流源2，并通过所述互斥开关组将所述测试恒流源1与所述补位恒流源2互斥连接并对所述通道电路4供电，即所述测量通道只可在所述测试恒流源1供电或所述补位恒流源2供电两种状态之间切换，针对正在测量待测热电阻电学参数的工作通道电路，使用所述测试恒流源1供电，得到准确度高的测量结果；而对于没有进行测量的空闲通道电路，利用所述低精度恒流电源保证电路内各种电容处于与正式测量时相同的电状态，当所述空闲通道电路转变为工作通道电路时，直接通过所述互斥开关组将所述补位恒流源2切换为所述测试恒流源1，避免了电路中电容的充放电过程，使流过待测热电阻的电流不发生跳变，大大提高了测量效率，同时提升了测量准确度。

在具体实施方式一的基础上，进一步对所述互斥切换开关组3做限定，得到具体实施方式二，其结构示意图与上述具体实施方式相同，包括测试恒流源1、补位恒流源2、互斥切换开关组3及多个通道电路4；

所述测试恒流源1与所述补位恒流源2通过所述互斥切换开关组3互斥连接于所述通道电路4；

所述通道电路4包括工作通道电路及空闲通道电路，利用所述互斥切换开关组通过所述测试恒流源1对所述工作通道电路进行供电，对所述空闲通道电路通过所述补位恒流源2进行供电；

所述互斥开关组包括多个双向开关；

所述双向开关包括两个串联设置的MOS管。

举例说明，作为模拟开关使用的MOSFET选用ON Semiconductor公司的2N7002K表贴N沟道场效应管，有ESD保护，HBM模式2000V，低导通电阻，Vgs＝4.5V，Id＝200mA时不超过2.5Ω。

本具体实施方式中的电路，采用两个MOS管串联来实现双向开关，可完全消除MOS开关断开时电流仍可通过其寄生二极管在DS端流动的可能，避免了不同通道电路4之间的互相影响，提升装置的工作稳定性与测量准确率。

图3为两个串联形成双向开关的MOS管的连接方式示意图，Q9和Q75为两个串联的MOS管。当然，图3中仅为一种方式，实际使用中可根据具体情况选用其他连接方式，只要满足双向开关的要求即可。

本发明同时还提供了一种冗余多通道热电阻测量装置，其一种具体实施方式的结构示意图如图4所示，称其为具体实施方式三，所述冗余多通道热电阻测量装置包括多个如上述任一种所述的多通道热电阻测量装置。

作为一种优选实施方式，在所述的冗余多通道热电阻测量装置中，多个所述多通道热电阻测量装置在同一时刻的工作通道电路对应的待测热电阻不同。由于本发明提供的冗余多通道热电阻测量装置对空闲通道电路仍通过所述补位恒流源2维持电容电状态，因此不会出现电流跳变，不需要等待电容上电或放电，由于正常操作时，所述多通道热电阻测量装置测量完一轮全部通道电路4的时间远小于单路通道内电容上电、放电时间，因此主从模块切换时可以快速无扰准确地采集到每一个通道热电阻值，提高测量效率。

更进一步地，通过使用两个MOS管串联来实现双向开关，还可进一步避免不同冗余之间(即不同多通道热电阻测量装置之间)互相影响。

图4中的模块1、模块2即为互为冗余的两个所述多通道热电阻测量装置，当然可根据具体情况设置冗余的多通道热电阻测量装置数量，以图4为例，以模块1为从模块，模块2为主模块为代表分析。从模块1的通道开关全部断开，主模块1的开关依次开关。每个通道的D端子处，从模块1的S0_A、S0_B、S0_C断开，主模块的电流不会从D端子流入从模块。同样主模块的电流不会从A，B端子流入从模块。主模块的电流从C端子流入从模块，再经过电阻流到从模块的现场地，等效于主模块的C端子处并联了一个相同电阻接到现场地，由于C是采集公共端，不影响模块采集精度。冗余配置时模块之间不相互影响。

本发明同时还提供了一种测温设备，所述测温设备包括如权上述任一种所述的多通道热电阻测量装置。本发明所提供的多通道热电阻测量装置，包括测试恒流源1、补位恒流源2、互斥切换开关组3及多个通道电路4；所述测试恒流源1与所述补位恒流源2通过所述互斥切换开关组3互斥连接于所述通道电路4；所述通道电路4包括工作通道电路及空闲通道电路，利用所述互斥切换开关组通过所述测试恒流源1对所述工作通道电路进行供电，对所述空闲通道电路通过所述补位恒流源2进行供电。本申请中增设了所述补位恒流源2，并通过所述互斥开关组将所述测试恒流源1与所述补位恒流源2互斥连接并对所述通道电路4供电，即所述测量通道只可在所述测试恒流源1供电或所述补位恒流源2供电两种状态之间切换，针对正在测量待测热电阻电学参数的工作通道电路，使用所述测试恒流源1供电，得到准确度高的测量结果；而对于没有进行测量的空闲通道电路，利用所述低精度恒流电源保证电路内各种电容处于与正式测量时相同的电状态，当所述空闲通道电路转变为工作通道电路时，直接通过所述互斥开关组将所述补位恒流源2切换为所述测试恒流源1，避免了电路中电容的充放电过程，使流过待测热电阻的电流不发生跳变，大大提高了测量效率，同时提升了测量准确度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上对本发明所提供的多通道热电阻测量装置、冗余多通道热电阻测量装置及测温设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。