铂电阻高精度温度测量系统设计

为了满足工业生产对温度测量的高精度要求,研制了一种恒流源微电流驱动四线制铂电阻Pt100的高精度温度测量系统.分析了引起系统测量误差的原因,给出了减少误差的方法;阐述了恒流源、仪用放大、抗混叠滤波、采样保持、A/D采样等主要电路的设计原理和参数选择准则;说明了测量系统的标定方法.该系统采用四线制铂电阻Pt100作为温度传感器,由恒流源微电流驱动产生电压,可以完全去除铂电阻自身的引线电阻、有效减少自热效应;通过仪用放大电路、抗混叠滤波电路和采集保持电路可以有效滤除采集信号中的干扰信号,降低外界干扰对测量系统的影响,增强测量系统稳定性、可靠性和准确性.测试结果表明,该系统性能稳定可靠,标定后测量误差小于±0.03℃.     

基于RDC的高精度智能温度测量系统设计

传统的温度测量系统采用恒流源电路和信号调理电路,降低了电路稳定性和精度。为了解决此缺陷,研制了一款高精度温度测量装置。该温度传感器采用德国贺利氏薄膜铂电阻PT1000芯片。利用基于电阻数字转换技术的专用电阻测量芯片PCap01进行电阻高精度测量。测量结果通过SPI通讯接口传送给单片机,经过单片机数据处理之后,通过16位D/A转换芯片AD5420输出标准的三线制4m A~20m A信号。并同时应用HART调制解调芯片AD5700-1芯片在4m A~20m A模拟信号的基础上叠加数字音频信号进行双向数字通讯。在三线制4m A~20m A接口上实现了HART通信功能,解决了两线制HART变送器对整机功耗的限制。由于系统采用电阻单芯片测量方案,实现了微型化,具有自检功能并支持HART协议实现了智能化。实验结果表明温度测量系统测量,符合工业标准,误差小于0.006°C,实现了温度的高精度测量,并解决了的两线制HART变送器的功耗问题。     

高精度铂电阻测温系统

普通四线制铂电阻测温系统受恒流源长短期漂移、导线热电动势影响,其测量准确度难以超过0.1℃量级。本文分析了一种改进型4线制高精度铂电阻测温方法的原理误差,并设计了相应的高精度铂电阻测温系统。采用温度系数小、阻值稳定性好的参考电阻作为铂电阻阻值测量基准,消除了恒流源长期漂移引起的铂电阻测温误差;分别在正、反向恒流激励条件下测量了铂电阻上的电压,利用导线热电势大小与方向的短期不变性,对得到的两电压量求差以消除导线热电势的影响;通过半导体致冷器（TEC）控制恒流源温度来减小恒流源的短期电流漂移,进而减小其对铂电阻测温精度的影响;设计了精度高、阶跃响应速度快的分时复用式电压信号采集单元用来高精度地测量铂电阻和参考电阻上电压量的比值。等效实验和校准实验结果表明,高精度铂电阻测温系统的测量稳定性优于0.005 ℃/10 day,测量分辨力优于0.005 ℃,测量准确度为0.02 ℃（k=2）,满足超精密激光干涉测量系统提出的高精度温度测量需求。     

基于热敏电阻器的双ADC高精度温度采集系统设计

为了满足海洋研究中海洋温度测量的需要,设计了基于热敏电阻器的双ADC高精度温度采集系统。根据电阻比测温原理设计了恒流源激励单元、信号调理单元及高精度采集单元,为减小恒流源波动产生的影响,采用了双ADC同步采集的方式。通过对热敏电阻器件参数及设计要求进行分析计算,设计了以32位高精度模数转换器ADS1263为核心的采集电路,实现对电压信号的高精度采集。经分段线性拟合及系统标定后,系统的温度采集精度可达0.4 mK,满足海洋测温需求。     

基于非线性温度传感器的高精度测量方案设计

针对NTC热敏电阻应用于高精度温度测量时,存在其R-T(电阻-温度)特性呈非线性关系以及温漂影响测量精度等问题,设计了一种高精度测量方案。该方案选用四线制与传感器连接,采用微小恒流源作为激励,自适应选择通道进行数据采集,并通过USB通信把数据传送到PC机进行数据拟合。经验证,设计的传感器功耗低至0.1μW,温度测量精度大于0.01℃,特别是在20~50℃区间,测量精度大于0.000 5℃,能够满足高精度测量的要求。此外,经测试,该设计方案还可以应用于压力、加速度等非线性传感器的高精度测量,适用范围广,测量精度高、稳定性好、操作简单。     

基于恒流源的多路高精度测温仪的研究

本文用精密低压差三端稳压源,并联精密电阻形成精密恒流源,通过模拟多路开关驱动多个铂电阻进行温度测量.因在线补偿模拟多路开关的通态电阻温度特性和温度变化时被测铂电阻的阻值变化对恒流源电流的影响,设计的温度测量系统精度高、稳定性好.用分段线性化的方法标定温度,精度达到±0.1°、温度稳定性为±0.05°.     

热电阻四线制连接法在恒流驱动中的应用及分析

对热电阻感温元件四线制连接法在恒流驱动电路中的应用作了分析,证明构成恒流源的运放反馈电阻足够大时,四线制连接法可有效的减小传感器接线电阻和接插件的接触电阻变化对温度测量读数的影响。     

新型高精度多通道测温系统的研究

提出一种基于NTC热敏电阻的新型高精度多通道测温方案。采用比较测量法,消除了恒流源的不确定性对测量精度的影响;采用高性能模拟开关进行切换,实现了多通道测温。设计了测量电路,通过采用电流倒向技术和恒流源与ADC共用基准源,提高了测温精度。测试结果表明,该测温系统在18℃-22℃范围内,温度测量精度可达±0.01℃,测量分辨率为0.001℃。     

基于铂电阻的温度测量电路的研究与设计

提出了一种基于铂电阻的温度测量电路,以铂电阻为温度传感器,通过恒流源供电、高精度模数转换的方式实现温度的测量。利用铂电阻线性的温度特性曲线和高分辨率的模数转换器件,实现了精确的温度测量;利用铂电阻感温范围广的特点,能实现大温度范围的测量。     

基于单片机的自动电阻测量仪设计

自动电阻测量仪设计采用C8051F020单片机作为核心,采用高精度恒流源驱动的伏安法针对不同档位电阻进行测量,选用MAX1241高精度A/D转换器进行模数转换,具有100Ω1、kΩ、10 kΩ1、0 MΩ四个量程,电阻测量精度均达到0.4%。各档位之间均可以实现手动分档或自动档位切换,并能根据键盘输入的电阻值和误差值进行筛选,对于不合格的电阻能够给出语音提示,该系统同时可以自动测量连续变化的电阻值并实时显示及绘制变化的曲线。自动电阻测量仪体积小、精度高、运行稳定可靠,具有一定的实用价值。     

基于DSP查表方式的PT100铂电阻测温方案设计

本文提出一种用恒流源给PT100供电的方法,将PT100在不同温度下的电阻信号转换成电压信号,经过信号处理电路将输出电压信号控制在0～3.3V,DSP2407内部AD对其进行采样,对采样值进行软件低通滤波,提高测温精度。通过查采样值与温度的关系表格得温度值。     

激光测距仪中基于脉冲电流供电的高精度温度控制系统

半导体激光器及雪崩光电二极管作为激光测距仪中发射和接收系统中的关键器件,温度对其性能的影响限制激光测距仪的测量精度。而且二者均为小功率器件,精密测温电路中采用Pt电阻测温时,Pt电阻的自热效应产生的测温误差不能忽略。基于此,在对Pt电阻测温的误差产生机理做详细分析的基础上,提出了一种新的脉冲电流供电的方案,建立了脉冲电流供电电路及其自热升温过程的数学模型,给出了脉冲宽度和热量积累的关系,通过合理控制脉冲宽度大大减小了自热效应引起的测温误差;使用高阶正交多项式拟合的方法对Pt电阻的非线性进行了补偿,给出了该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验,在不同的温度点,该温度测量系统的最大误差为 0.0006度。系统稳定性测试结果表明,该系统在0度到15度 的温度范围内各温度点控制稳定度均优于±0.005度 。     

有源单臂电桥在激光调阻中的测量原理及实现

论述了在激光调阻中有源单臂电桥的测量原理,提出了高速刻蚀电阻的实现方法,利用两个高精密16位D/A转换器与检流计输出的电压进行比较,实现了数字化高速电阻测量.对影响测量精度的因素进行了分析,该方法对电阻高速测量及其控制方面有一定的参考价值.     

高精密恒电流库仑滴定法测定苯甲酸纯度

高精密恒电流库仑法是国际上公认的基准测量方法,根据法拉第电解定律,通过质量、电阻、电动势、时间等基本物理量及法拉第常数来进行样品测定,直接溯源到国际单位SI,不需要用标准物质进行比对。采用高精密恒电流库仑法测定苯甲酸纯度,测定结果扩展不确定度:0.014%,实验证实该方法具有高准确性,测量精度<0.02%。     

LED结温精密测量及相关因素分析

分析了LED结温精密测量中测量电流、加热电流、加热时间等三项测量因素的变化对所测结温的影响。实验采用小电流K系数法测试结温。实验结果表明:1W LED被测样品,当测量电流在0～30mA时结温逐渐升高,当测量电流超过30mA时结温趋于稳定;LED样品的结温数据与加热电流呈近似线性变化,表明能够通过加热电流对LED结温及相关光学性能实现线性调控。同时研究表明,结温精密测量还受到加热时间的影响,测得LED器件稳定的结温需要一定的加热时间。     

一种优化的精密温度测量方法

为了精密测量水蒸汽的温度,选择了Pt100测温铂电阻,并根据其非线性特性,提出了一种恒流源加电压一频率（V—F）转化器电路的优化测量方法。首先,采用1mA的恒流源,保证流过铂电阻的电流恒定而且足够小,使电阻两端的电压差与电阻值成线性输出关系;其次,采用差分三运放放大电路,将电压信号按比例放大;然后,采用精密的电压一频率转化器,将频率送给微处理器;最后,通过微处理器的采集频率以及简单的软件补偿,得到精密的温度值。试验结果表明,该方法能精密、方便、简单地采集与校准温度。     

基于LabVIEW的标准电阻温度系数测量系统

介绍了一个基于LabVIEW的标准电阻精密测量系统。简单介绍了以3458A为测量工具的硬件系统,详细讨论了在LabVIEW软件开发环境中实现标准电阻自动测量的程序设计思路。针对Aglient3458A的功能特点,通过对3458A的各项配置实现此测量系统的速度要求,满足了自动测量的需要。最后对测量结果进行了分析和介绍。