WZP型铂电阻温度传感器Pt1000是运用元件电磁参量随温度改动的特性对温度与温度有关的参量进行检测的设备。因其线性度相对较好,耐氧化才能很强,而且温度规模宽,其测温的规模从-200℃~+650℃,现在在工业生产和科学研讨作业中得到广泛运用。该传感器的信号处理电路需求完结将与温度有关的电阻改动信号变换成一致的电压信号。
1、Pt1000的输出特性曲线
将Pt1000放入高低温试验箱中,将温度设定为-30℃~+70℃,测得温度传感器在不同温度下的电阻值,测得数据如图1所示。在丈量温度规模内,Pt1000输出电阻值与温度成必定的比例联系。但是在高温文低温条件下,有必定的差错,需求在调度电路中进行温度补偿。
2、根本恒流源电路
铂电阻温度传感器的信号处理电路能够选用恒压源或恒流源,通过对恒压源的研讨,发现在实践使用中存在不稳定,精度不高级问题,其原因是恒电压作业时,除了铂电阻自身的非线性差错外,还会发生恒电压作业电路的固有差错,然后使得整个电路的系统差错变大。因而本文规划选用的是恒流源的办法。
根本的恒流源电路见图2,用铂电阻RT替代反相扩大器的Rf,根据反相扩大器的公式能够得到:
Vi,R1固定后,流过RT的电流稳定,Vo与RT成正比,从RT的改动能够得到相应的电压的改动,然后完结了电压输出,而且线性度坚持不变。
3、带同相输入的温度处理电路
抱负温度传感电路在0℃时输出电压为0 V,而在图1中RT=1 000.8 Ω,代入式(1)得到的Vo不为0,所以需求对电压进行调零。完结的办法是在图2中的运放的同相端加一个输入电压进行调整,如图3所示。
所以只需k能调到适宜的值,就能够使信号完结调零。但因为这仅仅理论上的核算,实践的运放不是抱负的,各个电阻也会因为温度等的影响,阻值不会完全符合标称阻值。所以不固定R2和R3的巨细,在实践中选用可变电阻进行微调。
同相输入端调整电压的参加使得即便温度升高,输出电压也会减小,因而为了确保信号在-30℃~+70℃时线性输出-300~700 mV,在调零后再用一个扩大电路对扩大系数进行调理。如图4所示。
图4所示为反相扩大电路,他不但能够完结一个扩大信数为A=R5/R4的扩大作用,还能够将通过前级运放反相了的电压Vo1再反相,即变成了符合要求的正相电压了。
4 、线性化弥补处理
通过运放1后的联系为式(2)所示。通过运放2的线性扩大,若RT必定,Vo与Vi是成正比的,所以要坚持线性,Vi最好是一个定值,不然Vo的函数联系中便呈现了Vi和RT两个函数值,不能精确完结对温度的丈量了。规划给出的电压动摇规模是±10%VCC,必定温度下RT为定值,那么最终的Vo也有±10%的动摇,选用一致的R-T联系判别,在丈量规模内所得到的温度差错变为了±10℃,这是不能容忍的。电路必须有牢靠的高精度的稳压设备,因而在电路实践作业中,不必自接供电的方法,可选用高精度的电压基准MAX6025供给规范的2.5 V电压基准对元件和电路进行供电。
别的,由Pt1000铂电阻值R与温度T的联系可知,在丈量温度规模内,Pt1000具有3.786 59 Ω/℃的高灵敏度,因而只需求选用通用型的运放就能够了。所选用电阻的温度系数匹配时,非线性差错也能够不必考虑。
5、实践温度传感信号处理电路
实践温度传感信号处理电路见图5,电路图中的电容C是降噪电容器,实践取值1μF,2.5 V电压基准由MAX6025供给。根据图中给定参数,在进行实践温度测验前,首要要对其进行调零和调满。用精细可调电阻替代Pt1000连接到电路中,改动阻值使其等于0℃时的等效电阻1 000.8 Ω,调可变电阻R5,使输出电压为0,再改动精细可调电阻值到70℃的1 265.8 Ω,调可变电阻R6,使输出为700 mV,完结调零和调满。该电路通过试验测验,到达很好的温度传感作用。
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