1 引 言
在自动控制体系中,常常需要对温度进行检测,用铂电阻作为传感器是工程中常用的一种检测办法。要取得高精度的检测成果,一方面要选用正确的检测办法;另一方面要有好的检测电路,并且电路调试要简略。本文介绍的两种依据铂电阻的温度检测电路具有精度高、调试简略,对器材的要求不高,是有用的高精度温度检测电路。
2 电路结构及作业原理
本文介绍电桥型温度检测电路和电流源型温度检测电路。
2.1 电桥型温度检测电路
图1所示的电路为电桥型温度检测电路。
图1中REF02是AD公司的精细参阅电压源,输出为+2.5 V,即VREF= VD=+2.5V,故VA= VD(1+R2/R3)=+2.5(1+R2/R3)。图中R(1+δ)为铂电阻的阻值,其间R为铂电阻在0℃时的阻值;δ=ΔR/R;VB=-R(1+δ)VA/R4,则有:
V0= R1VAδ/R4
由此可知,该电路的输出电压与铂电阻阻值的改变δ(或ΔR)呈线性联系。该电路的另一个长处是调试十分简略,在R和R4确认后,只需依据输出电压Vo的改变规模确认R1的阻值即可。
电流流过铂电阻将会引起铂电阻温度升高,称其为自加热现象,然后带来必定的丈量差错,为了减小这种差错,有必要减小流经铂电阻的电流,可以经过减小A点的电压和恰当选取R4的阻值完成。而A点电压由参阅电压VREF和R2/R3的值一起决议,因而,应选择输出电压比较低的参阅电压源(图1中选2.5 V),此外R2/R3的值也要比较低。在制造PCB时,地线要安排好,咱们曾经在一个使用中发现输出有20 mV左右的漂移,并且漂移很不安稳,后经改进A2同相输入端的接地,毛病扫除。
该电路中铂电阻引线引进丈量差错,可以经过在电桥R支路中串入与引线电阻阻值适当的电阻消除。
2.2 电流源型温度检测电路
图2是另一种依据铂电阻的精细温度检测电路,图中R为铂电阻,选用3线接法,其间RW1、RW2和RW3分别为铂电阻的3根引线,VREF为精细参阅电压源的输出。
A1、A2、RREF和VREF构成1 mA的精细电流源,A3构成温度检测电路,A4构成二阶低通滤波器。图2中的电路略显杂乱,但输出电压与铂电阻R之间的联系十分简略:
VOUT= R(1+R4/R3)×10-3
很显然,输出电压VOUT与铂电阻R之间呈线性联系。
这一电路的特色:①输出电压VOUT与铂电阻之间呈线性联系;②在推导中尽管考虑了铂电阻的引线RW,但在输出电压的表达式中并未呈现RW,阐明该电路经过其特别结构消去了引线RW对丈量带来的差错;③可以方便地经过调理R4和R3的比值调理电路的增益。
3 电路使用中应留意的问题
上述两电路以其杰出的功能处理了依据铂电阻的高精度温度检测问题。咱们在多个科研课题中选用上述两个电路进行高精度温度丈量,都得到了杰出的成果,故将这两个电路推荐给我们。在使用中应留意以下几个问题:
(1)关于图1所示的电路,运算放大器应选用输入阻抗高、零漂较小的产品,对电桥中的电阻要准确选择。
(2)在图2电路中,为减小铂电阻自加热带来的丈量差错,电流源的电流不宜过大,一般不要超越1mA。低通滤波器的截止频率和增益可依据使用体系的要求选定。另外在制造PCB时,地线要合理安排。
4 结 论
本文介绍的两种依据铂电阻的高精度温度检测电路与常用的一些检测电路比较,具有精度高、功能安稳、调试简略、对元器材要求不高、有用性强的特色,可以满意高精度温度检测的要求。
