一种实用铂热电阻测温电路李龙,韩震宇,刘丽,焦万钧(四川大学机械电子工程学院,四川成都610065)摘要:针对铂热电阻传感器测量温度,采用普通稳压源桥式电路而产生非线性误差的问题,运用集成运算放大器工作在线性区域的特性,将恒流源原理应用到测温桥式电路中,并采用集成A/D转换技术的单片机Mega16,通过运算消除了非线性误差,实现了对温度的精确测量。试验结果表明,应用此种测温电路,缩短了单片机计算时间,一定程度上缓解了变送滞后对测量精度的影响,同时降低了误差。关键词:铂热电阻传感器;桥式电路;非线性误差;集成运算放大器;单片机中图分类号:TH811;TM133文献标识码:A文章编号:1672-4984(2008)02-0142-03PracticaltemperaturemeasurementmethodwithplatinumthermalresistanceLILong,HANZhen-yu,LIULi,JIAOWan-jun(CollegeofMachineryandElectronicEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,Abstract:Accordingtothemeasurementaccuracieseffectscausedbynon-linearerrorsoftemperaturemeasurementwithplatinumthermalresistancesensorandbridge-circuitofcommonvoltagestabilizer,precisetemperaturemeasurementswererealizedthrougheliminatingthenon-linearerrors.Wherein,characteristicsofoperationalamplifierworkinginthelinearareawereused,theprincipleofconstantcurrentresourcewasappliedtobridgecircuitsandMega16withintegratingA/Dconversiontechnologywasusedtocalculate.Theexperimentalresultsindicatethatitshortenstheaccounttime,reducestheshiftinfluence,andreducestheerrorstosomeextent.Keywords:Platinumthermalresistancesensor;Bridge-circuit;Non-linearerror;Operationalamplifier;Single-α=3.90802×10-3℃-1β=-5.775×10-70℃-2按照铂热电阻传感器引出导线规格,可将其分为3类:二线制、三线制、四线制。二线制传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值,由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高,用于测量精度不高的场合,而且连接导线长度不宜过长。三线制传感器要求引出的三根导线截面积和长度均相等,测量电路一般使用不平衡电桥,铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂和与其相邻的桥臂上。采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差,工业上一般采用三线制接法。当测量电阻阻值很小时,测试线的电阻可能带来明显误差,四线测量用两条附加测试线通一恒定电流,另两条测试线测量铂电阻的电压降,在电压表输入阻抗足够大的情况下,电流几乎不流入电压表,因此可以测量铂电阻的压降,通过计算得到电阻值。1引言温度是用来表征物体冷热程度的物理量,它不可以直接测量,但可以通过物体随温度变化其自身的某些特性(如电阻、电压)的变化来间接测量。通过研究发现,金属铂的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性,利用此种温度特性制成的温度传感器称为铂热电阻温度传感器。使用最多的铂热电阻温度传感器零摄氏度标称中阻阻值为100Ω和10Ω,电阻变化系数为0.003851。铂电阻温度传感器,精度高,稳定性好,应用温度范围广,是中低温区最常用的一种温度传感器,不仅广泛用于工业测温,而且被制成各种标准温度计供计量和校准使用。对于0℃～850℃的温度范围:Pt100温度特性为非线性,Rt=R(01+αt-βt2)式中R0表示Pt100在0℃时的电阻值收稿日期:2007-08-06;收到修改稿日期:2007-10-17作者简介:李龙(1983-),男,山东潍坊人,硕士研究生,专业方向为嵌入式系统的研究。143第34卷第2期李龙等:一种实用铂热电阻测温电路2测量电路在非电量电测技术中,电桥电路存在广泛的应用。它电路结构简单,设计、使用方便。但由于其结构的特点,为了便于计算,人们往往采取求近似解的方法,所以其输出存在较大的非线性误差,使得电路的测量精度和范围受到很大的影响。非线性误差的电桥电路,Q1和R1为OP07提供恒压源Vref,由于电压源也不是纯粹的恒压,为消除电压波动,添加R5和C1作为电源滤波。同时为OP07电源滤波的电容还有C2和C3;R2,R3,R4,RT作为测量电桥,通过检测C端和D端的电压差VO来计算温度的变化,根据集成运算放大器工作在线性区域的输...