铂金温度测量电路

2016-09-07 09:01:01来源: eefocus
铂金温度传感器具有高精确度及高安定性,在-200℃~600℃之间亦有很好的线性度。一般而言,铂电阻温度传感器pt100感温电阻在低温-200℃~-100℃间其温度系数较大;在中温100℃~300℃间有相当良好的线性特性;而在高温300℃~500℃间其温度系数则变小。由于在0℃时,铂金pt100电阻值为100Ω,已被视为金属感温电阻的标准规格。
铂电阻Pt100感温电阻值与温度间之关系式,可表亦为:
(1)低温-200℃~0℃间:

(2)高温0℃~500℃间
 
 而对于铂电阻Pt102感温电阻与温度间之关系式,由于其在0℃时之电阻值为
R(0)=10×102 W=1 kW
 故 
二、0℃~500℃温度测量电路


 
首先AD581为10Volt稳压IC,其输入电压VCC可在12Volt~40Volt的直流电压,故VA=10Volt。
 由R1与VR1串联电路,可知VB为其间之分压,

 

因此,可由精密电阻调整使VB=1Volt。再经由OP1跟随放大器可得
 VC=VB=1Volt;


其中R2=47KΩ电阻是为减少偏压电流的影响。
至于OP2则为定电流负载浮接转换电路,可将Pt102之电阻变化转换成电压变化,若暂不考虑OP4反相放大器之回馈电压的影响,则

 由放大器虚原理可知:Volt,所以
 
故OP2之输出电压为


 
VD=-I1×R(T)

因此
而其中C1=0.1μF之主要目的用以消除噪声,可使OP2具有低通滤波器果,用以去除高频噪声。而OP3则是一个反相加法器,其输入分别为VC与VD,由虚短路原理可知OP3之V-=V+=0Volt,

    
 
 
 
 
 
 

由于

 

 

   
       
    
  
 若令,则
   



若设计,则
   


可藉由精密可变电阻VR3来调整至该化值。
  
最后,OP4则是用以做为回馈补偿,以修铂金传感器Pt102感温电阻之非线性特性,其为一个反相放大器。由于OP4之输入电压VD与输出电压VE间之放大率为


VE =-VD
因此,VE回馈至OP2即成为反相加法器。因此OP2的输出电压可修正为
 


又由于VE=-VD,则
   
若令 

     
 其中 ,.MK   为非线性式,可用以调整修正OP2输出电压VD虽然铂电阻温度特性相当线性,但在量测大温度范围时亦会有非线性误差产生,而其非线性特性之调整修正则可由改变M值而得到最佳之线性化效果,经适度调整M值后可将非线性误差量降至非常小。至于M值的调整则可利用VR4的改变来达成。
因此对于输出电压V0(T)亦可有相当线性的特性.

关键字:铂金  温度测量电路

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016090717112.html
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