高精度铂电阻测温仪的设计与实现.pdf

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1、2013年第6期工业仪表与自动化装置·59·高精度铂电阻测温仪的设计与实现王龙，李晓晖，许广文，王大伟，郭增军(1．河北大学，河北保定071000；2．河北省计量科学研究院，石家庄050051)摘要：提出了基于四线制恒流源驱动和恒流换向技术的高精度温度测量方案，挑选性能优异的铂电阻Ptl00作为温度传感器，与参考电阻串联后由恒流源驱动，然后采集信号经过调理放大，通过单片机自动校正和控制，并内嵌ITS一90国际温标计算公式，以此实现高精度温度测量。实验结果表明，该方案较好实现了消除引线电阻和非线性的影响，提高了测量精度，温度测量误差小于0．01℃。系统性能

2、稳定。关键词：铂电阻；高精度测温；线性校正；ITS一90国际温标；比例算法；分度方法中图分类号：TP212．9文献标志码：A文章编号：1000—0682(2013)06—0059—03DesignandimplementationofhighprecisionplatinumresistancethermometerWANGLong，LIXiaohui，XUGuangwen，WANGDawei，GUOZengjun(1．HebeiUniversity，HebeiBaoding071000，China；2．HebeiInstituteofMetrology

3、，Shijiazhuang050051，China)Abstract：Thispaperproposedahigh—precisiontemperaturemeasuringschemebasedonthefour—wireconstant—currentsourcedriverandconstantcurrentcommutatingtechnology，andselectedPtl00platinumresistorwithexcellentpropertiesastemperaturesensor，drivenbyconstantcurrentso

4、urceafterseriesconnectingwithareferenceresistor．Afterbeingconditioningamplified，collectingsignalswithITS——90internationaltemperaturescalecalculatingformulawereautomaticcalibratedandcontrolledbyMCUinordertomakehigh—precisiontemperaturemeasurementcometrue．Theexperimentalresultshowe

5、dthatthisdesignachievedabetterresulttoeliminatetheeffectsofleadresistanceandnonlinear，andim．provedthemeasuringaccuracy．thetemperaturemeasurementerrorislessthan0．01℃andthesystemperformanceisstable．Keywords：platinumresistance；high—precisiontemperaturemeasurement；linearcorrection；IT

6、S一90internationaltemperaturescale；scalingmethod；calibratingmethodITS一90国际温标计算公式，在线实现铂电阻的非0引言线性校正，从而保证系统测温范围在0～660℃之近年来，随着工业的不断发展，精密铂电阻温度间，测量误差小于±0．01℃。计在温度测量领域应用越来越广泛，对与之配套的1系统构成与数学模型数字测温显示仪表的测量范围要求越来越大，精度和稳定性要求也越来越高。在以铂电阻为测温元件1．1系统构成的系统中，传感器的性能非常重要，若要进一步提高高精度温度测量仪表系统构成如图1所示。其测量精

7、度，则需要对传统的铂电阻传感器作进一步研究与改进。为此，该文设计了一种基于性能优异的铂电阻传感器的高精度温度检测系统，采用四线制恒流源驱动的铂电阻传感器测温电路，同时通过24位高分辨率A／D转换器进行数据采集，内嵌收稿日期：2013—07—29作者简介：王龙(1985)，男，硕士研究生，研究方向为测试计量技术与仪器。图1系统构成·60·工业仪表与自动化装置2013年第6期系统组成：1)精密恒流电流源；2)四线制测温相点、锡凝固点、锌凝固点和铝凝固点温度的测量求铂电阻传感器；3)低温漂基准电阻；4)仪用放大器得的值与对应的参考函数的偏差求得。电路；5)A／

8、D采集单元；6)单片机控制与处理单元；在～189．3442—0．01℃温区的偏差