可支持电阻温度检测器的高精度接口

2012-07-19 18:19:23来源: 21ic

  电阻温度检测器(RTD)属于温度传感器的一种,可以利用金属电阻会随着温度高低不同而出现相应变化这一物理特性测量温度,其应用范围非常广泛,例 如用以测量及控制温度的许多仪表都采用这种检测器。这些测量仪表电路都采用100Ω的白金电阻温度检测器(PRTD),目前市场上还有多种不 同的白金电阻温度检测器可供选择。以超过0℃的温度环境来说,白金电阻温度检测器的电阻温度转换函数大约可以利用公式1列出,公式中的T指温度。

  ---电阻温度检测器电阻RRTD= (100 + 0.39083T-0.00005775T2)Ω (1)

  ---白 金电阻温度检测器接口电路有助减低信号调理元件出现的误差,电路如图1所示。LMP2011芯片是高增益而补偿电压接近零的高精度放大器,LM4140A -2.500则是已微调的低漂移电压参考电路,其误差不超过0.05%,电压漂移则不会超过10×10-6/℃。用户只要采用这两款芯片再搭 配几个高精度电阻,便可组装出准确而又稳定的温度计

白 金电阻温度检测器接口电路有助减低信号调理元件出现的误差

  ---图1 的电路最适宜采用4引线白金电阻温度检测器,目前采用的众多配置之中也以这款设计最为准确。4引线白金电阻温度

检测器设有Kelvin连接动力引线及传感 引线。图1中的W1及W4这两条引线属于动力引线,负责将电阻温度检测器连接到恒流电源。另外两条引线W2及W3属于传感引线,负责将电阻温度检测器的电 压连接到放大器。这个设计可将负责驱动电阻温度检测器的恒流电源与测量电路分开,其优点是,测量电阻温度检测器的电压时,即使W1和W4引线出现压降也不 会影响测量数字的准确性。

  ---下面解释为何引线会造成测量上出现误差。假若探头采 用3m长的24级铜线,而这条导线将电阻与测量仪表连接一起,那么引线的电阻可以用下式计算出来:2×3m× (0.0857Ω/m) = 0.514Ω。若温度为0℃时,电阻温度检测器的电阻会按照0.39Ω/℃这个升降率而转变,令引线产生以下的温度误差: 0.514Ω/(0.39Ω/℃)=1.31℃。温度越高,误差也就越大。若温度为400℃,白金电阻温度检测器的电阻会按照 0.35Ω/℃这个升降率而转变,令引线产生以下的温度误差:0.514Ω/(0.35Ω/℃)=1.46℃。

  可以激励电阻温度检测器的其他电路

  ---图2 和图3的电路是另外两个可以用来激励白金电阻温度检测器的设计方案。图2的电路利用恒压电源及串行电阻设定流入白金电阻温度检测器的电流,并为不同的温度 各自设定不同的电流值。以这个示例来说,温度为0℃时,电流则设定为1mA(2.5V/(100Ω+2400Ω)= 0.001A)。这个计算方法没有将W1及W4引线所产生的电阻计算在内。经过分压器分压之后的W2及W3传感引线电压可以利用公式2计算出来。

[1] [2]

关键字:电阻阻温  度检测器  RTD

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0719/article_5468.html
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