RTD溫度測量系統的實現

2021-09-28 20:16:30 字數 949 閱讀 8508

無論在日常生活還是工業生產,測溫系統都非常的重要,而不同的測溫系統有著不同的精度,與測溫範圍,一般的數字晶元式的溫度感測器測量的範圍較小但是測量的準確度較高(出廠前進行了線性校準),熱電偶測量範圍較廣但是線性度較差。本文採用了rtd測溫器件,rtd的測溫範圍在-200℃到800℃之間,且線性度較高。rtd的測量原理是隨著溫度的變化。以pt100位例溫度與阻值的關係如下圖所示

由於阻值在實際使用中我們不方便直接獲取,一般的測量方式是通過給定激勵電流測量電壓值。測量系統的精度不僅取決於溫度感測器還取決於測量儀器、系統配置以及測量電路型別,根據導線的數量rtd可分為2線,3線,4線測量電路,這些電路如下圖所示

在2線測量電路中,為rtd提供激勵電流(i)的兩根導線也用於測量感測器電壓。由於感測器電阻很低,即使是較低的導線電阻,rl也會產生相對較高的測量不精確性。在3線或4線測量系統中,由於感測器激勵通過單獨的導線發生,並且感測器的測量導線直接放置在通常具有高阻抗的測量器件輸入端上,可最大限度降低此誤差。遺憾的是,由於rtd上的壓降較低,訊號非常容易受到雜訊的影響。因此,應盡可能避免使用較長的測量導線。可通過將電壓放大盡可能靠近訊號源或rtd來降低雜訊。測量電路如下圖所示

ain0用於產生激勵電流,ain2,ain3用於測量rtd兩端電壓。激勵電流同時會流過基準電阻rref1, 作為精密電阻工作,然後會導致通過基準引腳refin1(+)和refin1(–)檢測到的壓降。所造成的壓降與rtd上的壓降成正比。此比率式配置確保激勵電 流的變化對系統總體精度沒有影響。基準電阻一般都是高精度低溫漂的電阻。

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