鉑電阻測溫電路的線性化設計方法

摘要：介紹一種基于A/D轉換原理的鉑電阻測溫的非線性校正方法，分析了鉑電阻線性測溫的原理，并給出了A/D轉換器7135與單片機89C51接口電路及試驗數據。

關鍵詞：鉑電阻，測溫電路設計，模擬-數字轉換非線性校正，數據采集

一、引言

鉑電阻溫度傳感器，因其測量范圍大，復現性好，穩(wěn)定性強等特點而被廣泛使用。

在精密測量系統(tǒng)中，鉑電阻測溫系統(tǒng)電路結構圖如圖1所示：鉑電阻信號通常通過橋式電路轉換為電壓信號，再經過放大及A/D轉換后送微處理器進行處理。為了能對鉑電阻測溫的非線性進行校正，作者利用雙積分A/D轉換原理，設計了一種高精度的鉑電阻測溫非線性校正方案。實踐證明，該方法不僅性能穩(wěn)定，結構簡單，而且在0～200℃范圍內準確度可達到0.15%FS±4字。

二、非線性校正原理

因為鉑電阻經橋路檢測后，其輸出電壓UM與被測溫度q之間具有函數關系：

式中：A，B為常系數。

如果能構造成一個函數電路，使其具有與上式相同的函數形式：

同時使UM=UN，則容易得出q=t（這里，“q=t”僅有數學意義，實際上它們的量綱是不一樣的）。這樣，在UM=UN的前提下，溫度q的測量問題就轉化為對時間t的測量了。

以上是本文闡述的以變量變換的形式實現傳感器非線性校正的設計思想。這里t的量綱為時間，其測量過程是通過雙積分A/D轉換實現的。雙斜率積分轉換表達為：

式中：Uin—A/D轉換時模擬輸入電壓，

    T1—A/D轉換過程中正向積分時間，

    T2—A/D轉換過程中反向積分時間，

    Uref—A/D轉換時參考輸入電壓。

當Uref為定值時，Uin與T2具有線

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