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铂金温度测量电路

发布时间:2009-02-01 19:09:41  来源:资料室    作者:集成电路   更新20200404 215127

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)高温0~500℃间

 

(2)低温-200~0℃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

 

二、0~500℃温度测量电路

铂金温度测量电路

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,

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

 

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。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


    


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.


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