CN102519619A

CN102519619A - 一种铂电阻温度传感器的调理方法

Info

Publication number: CN102519619A
Application number: CN2011104191786A
Authority: CN
Inventors: 周一鸣; 张进; 潘远; 陈亚娇
Original assignee: AVIC Jincheng Nanjing Engineering Institute of Aircraft Systems
Current assignee: AVIC Jincheng Nanjing Engineering Institute of Aircraft Systems
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明属于电路设计技术，涉及一种铂电阻温度传感器的调理方法。调理电路包括放大电路、加法电路、差分电路，放大电路N1A将信号放大一倍后，与加法电路N1B中的负参考电压作加法计算，然后，作用于电桥上，电桥的两个分压值在差分电路N1C上作差分计算，差分计算后负反馈给放大电路N1A，使差分计算后的电压值随铂电阻的阻值变化而调整。本发明测温范围为(-60～200)℃，不采恒流源，结合电桥的优点和负反馈的稳定性设计出来的温度传感器解调电路，该解调电路的精度完全取决于电阻自身的精度，调理精度高，具有较高的实用性。

Description

一种铂电阻温度传感器的调理方法

技术领域

本发明属于电路设计技术，涉及一种铂电阻温度传感器的调理方法。

背景技术

铂电阻测温传感器广泛应用于航空、工业、家用温度测量领域。调理电路的设计可以对铂电阻测温的非线性加以补偿。传统的调理电路为以基准电压源为激励连接电桥，或者采用恒流源的方法，电路精度基本取决于基准电压源或恒流源的精度和稳定性，尤其是采用恒流源时，对恒流源的要求较高。对于要求测试范围比较宽的场合，铂电阻的变化量很大，负载的变化大会影响基准源的稳定性，会出现一定范围内精度变低的情况。

发明内容

本发明的目的是提出一种稳定性好、精度高的铂电阻温度传感器的调理方法。

本发明的技术解决方案是，放大电路N1A将信号放大一倍后，与加法电路N1B中的负参考电压作加法计算，然后，作用于电桥上，电桥的两个分压值在差分电路N1C上作差分计算，差分计算后负反馈给放大电路N1A，使差分计算后的电压值随铂电阻的阻值变化而调整。

所述的差分计算后的电压值

Vout = \frac{R 1 R 3 V}{2 R 2 R 4} (Rc - R 7)

其中：R1、R2为放大电路N1A的固定电阻值，R3、R4为加法电路N1B的固定电阻值，Rc为铂电阻的阻值，R7为电桥桥臂电阻值，V为加法电路N1B中的负参考电压值。

本发明具有的优点和有益效果

本发明不采用恒流源，没有了对恒流源精密电流的要求；电路的精度完全取决于电阻的精度，设计精度高；采用负反馈，对桥臂电路的不对称性有补偿作用。本发明用于铂电阻的温度调理，测温范围为(-60～200)℃，不采用恒流源，结合电桥的优点和负反馈的稳定性设计出来的温度传感器解调电路，解调电路的精度完全取决于电阻自身的精度，调理精度高，具有较高的实用性。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。该调理电路选用LM124集成运放实现电路，包括放大电路N1A、加法电路N1B、差分电路N1C，放大电路N1A将信号放大一倍后，与加法电路N1B中的负参考电压作加法计算，然后，作用于电桥上，电桥的两个分压值在差分电路N1C上作差分计算，差分计算后负反馈给放大电路N1A。

所述的差分计算后的电压值

Vout = \frac{R 1 R 3 V}{2 R 2 R 4} (Rc - R 7)

其中：R1、R2为放大电路的固定电阻值，R3、R4为加法电路的固定电阻值，Rc为铂电阻的阻值，R7为电桥桥臂电阻值，V为加法电路N1B中的负参考电压值。

实施例

采用铂电阻Rc为Pt100，差分计算后的电压值Vout的计算过程如下：

Vout = (\frac{Rc}{Rc + R 7} V 2 - \frac{1}{2} V 2) \cdot \frac{R 12}{R 9}

= \frac{Rc - R 7}{2 (Rc + R 7)} \cdot V 2 \cdot \frac{R 12}{R 9}

= \frac{Rc - R 7}{2 (Rc + R 7)} \cdot \frac{R 12}{R 9} {- [\frac{R 5}{R 3} \cdot (- \frac{R 2}{R 1} Vout + \frac{R 5}{R 4} V)]}

= \frac{R 12 (Rc - R 7)}{2 R 9 (Rc + R 7)} \cdot (\frac{R 2 R 5}{R 1 R 3} Vout - \frac{R 5}{R 4} V)

= \frac{R 2 R 5 R 12 (Rc - R 7)}{2 R 1 R 3 R 9 (Rc + R 7)} \cdot Vout - \frac{R 5 R 12 (Rc - r 7)}{2 R 4 R 9 (Rc + R 7)} V

Vout = \frac{R 1 R 3 R 5 R 12 (Rc - R 7)}{R 2 R 4 R 5 R 12 (Rc - R 7) - 2 R 1 R 3 R 4 R 9 (Rc + R 7)}

= \frac{R 1 R 3 R 5 R 12 (Rc - R 7)}{(R 2 R 4 R 5 R 12 - 2 R 1 R 3 R 4 R 9) Rc - (R 2 R 4 R 5 R 12 + 2 R 1 R 3 R 4 R 9) R 7}

令R2R4R5R12＝2R1R3R4R9，因

Rc - R 7 = \frac{0.39}{100} \cdot C, R 7 = 100 Ω

Vout = - \frac{R 1 R 3 V}{2 R 2 R 4} (Rc - R 7)

= - \frac{R 1 R 3}{2 R 2 R 4} V \cdot \frac{0.39}{100} \cdot C (V)

选取R1＝10k，R2＝10k，R3＝100k，R4＝39k，V＝-0.5V

Vout = - \frac{10 \times 100}{2 \times 10 \times 39} \times (- 0.5) \times \frac{0.39}{100} \times C

= 0.0025 C (V)

由上式可知：Vout是一个与温度变量C成线性关系的函数。

Claims

1.一种铂电阻温度传感器的调理方法，其特征是，调理电路包括放大电路、加法电路、差分电路，放大电路N1A将信号放大一倍后，与加法电路N1B中的负参考电压作加法计算，然后，作用于电桥上，电桥的两个分压值在差分电路N1C上作差分计算，差分计算后负反馈给放大电路N1A，使差分计算后的电压值随铂电阻的阻值变化而调整。

2.根据权利要求1所述的一种铂电阻温度传感器的调理方法，其特征是，所述的差分计算后的电压值

Vout = \frac{R 1 R 3 V}{2 R 2 R 4} (Rc - R 7)