原创 铂金温度测量电路

2009-3-23 13:28 1951 6 6 分类: MCU/ 嵌入式
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:


点击看大图


(2)高温0~500℃间


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 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)=10×102W=1 kW


 


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 二、0~500℃温度测量电路




 


首先AD58110Volt稳压IC,其输入电压VCC可在12Volt~40Volt的直流电压,故VA=10Volt
 
R1VR1串联电路,可知VB为其间之分压,



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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


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 由放大器虚原理可知:acc0599c8cf8e44a4679828511f02d83.gifVolt,所以


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OP2之输出电压为



VD=-I1×R(T)


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因此311a306b3e600cd893ca08623d787675.gif


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。OP3则是一个反相加法器,其输入分别为VCVD,由虚短路原理可知OP3V-=V+=0Volt



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由于


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 若令012e472a9b655e0e0fefc2837e210ff6.gif,则
   


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若设计371d545b82e5e5dd3fb952a8c1b70a6c.gif,则
   


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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


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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
 


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又由于VE=-VD,则


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若令 48c757764ed7517ac28b94821ace110d.gif



    
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其中da343735d4883eb432da9226fb163a74.gif ,.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.

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