面向Pt100铂电阻的高精度多路测温系统*
2013-09-13徐莉振
机电工程 2013年1期
关键词:系统
徐莉振,鲍 敏
(浙江理工大学 机械与自动控制学院,浙江 杭州 310018)
0 引 言
Pt100温度传感器由于具有精度高、稳定性好、可靠性强等优点,被广泛应用于工业自动化测量和各种实验仪器仪表领域中[1]。Pt100温度传感器测温方法主要有3种:两线制、三线制和四线制,由于PCB布线繁琐程度以及价格等方面原因,在工业上研究者一般采用二线制或三线制铂电阻测温方案。常用的采样电路有两种:①桥式测温电路;②恒流源式测温电路。两线制测量方法由于导线电阻带来的附加误差使得实际测量值偏高,一般使用于测量精度要求不高的场合[2]。一般的桥式测温电路的优点就是用3根导线将Pt传感器和测量电路连接起来,Pt传感器两侧相等的导线长度分别加在两侧的桥臂上,这样做可以显著减少导线电阻所引起的测量误差[3-4],但不能消除测量误差。在Pt100多路测温系统中,通常以增加模拟开关芯片来实现多路测温:一种是在Pt100接入口处增加模拟开关,但同时也引进了模拟开关导通内阻的误差[5];一种是在信号调理完成后加入模拟开关,模拟开关导通内阻可忽略不计,但是信号调理电路重复,设计成本增加[6]。
本研究提出三线制双恒流源式多路测温方法,在未引进模拟开关内阻误差、克服常用测温电路设计中铂电阻Pt100引线导致的测量误差以及未重复信号调理电路前提下,可保证系统在0~100℃的测温范围内,测量误差小于±0.1℃,为Pt100多路高精度测量提供很好的解决方案。
1 系统组成及测温原理
多路温度传感器测温系统主要由恒流源电路、模拟电子开关组、差分放大电路、A/D转换电路组成,系统组成框图如图1所示。……
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