CN112763090B - 一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路 - Google Patents

一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112763090B
CN112763090B CN202011542788.0A CN202011542788A CN112763090B CN 112763090 B CN112763090 B CN 112763090B CN 202011542788 A CN202011542788 A CN 202011542788A CN 112763090 B CN112763090 B CN 112763090B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
temperature
programmable
temperature sensor
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011542788.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112763090A (zh
Inventor
余立宁
田泽
刘敏侠
邵刚
权炜
胡曙凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Xiangteng Microelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Xian Xiangteng Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Xiangteng Microelectronics Technology Co Ltd filed Critical Xian Xiangteng Microelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN202011542788.0A priority Critical patent/CN112763090B/zh
Publication of CN112763090A publication Critical patent/CN112763090A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112763090B publication Critical patent/CN112763090B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/20—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • G01K7/21—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种Pt温度传感器非线性补偿方法和电路。本发明的方法包括以下步骤：1)初始化电路中各参数初值；2)将传感器系统置于温度箱内，在Pt温度传感器温度范围的最低温度测量输出V1，最高温度测量输出V2；3)根据测量的最低温度输出V1和最高温度输出V2，重新计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2；4)在最高温度测量输出V3，计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2。本发明具有电路面积小、成本低且输出温度的精度高的优点。

Description

一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路
技术领域
本发明涉及航空、航海和工业控制等领域，尤其涉及一种Pt温度传感器非线性补偿方法和电路。
背景技术
Pt温度传感器被广泛应用于工业控制等领域，由于Pt温度传感器自身的非线性，容易导致感知温度的偏差。传统的Pt温度传感器非线性补偿方法和电路，是通过外加的外围分立器件构成补偿电路，使得电路成本和板级面积增加，同时，各分立器件的处于不同的温度梯度，会影响输出温度的精度。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，提供了一种Pt温度传感器非线性补偿方法和电路，可以解决现有技术中由于外围电路引起面积和成本增加问题。
本发明的技术解决方案是：本发明为一种Pt温度传感器非线性补偿的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：
1)初始化电路中各参数初值；明确Pt温度传感器温度范围，确定非线性度Bv；选择外置精密电阻Rz，计算线性化补偿系数Glin；确定补偿后输出范围，即确定最小输出Vmin和最大输出Vmax；计算可编程放大器放大倍数A，最后计算Pt温度传感器电流激励大小I1和I2；
2)将传感器系统置于温度箱内，在Pt温度传感器温度范围的最低温度测量输出V1，最高温度测量输出V2；
3)根据测量的最低温度输出V1和最高温度输出V2，重新计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2；
4)在最高温度测量输出V3，计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2。通过非线性反馈电路改变可编程电流激励对Pt温度传感器进行非线性补偿。
优选的，步骤1)中精密电阻Rz是与Pt在最低度阻值接近的精密电阻。
优选的，步骤4)之后还包括步骤5)通过Pt温度传感器温度范围的中间温度检查非线性补偿效果，确认补偿系统各参数。
一种实现上述的Pt温度传感器非线性补偿方法的电路，包括Pt电阻，其特殊之处在于：所述电路还包括可编程电流激励电路、可编程仪表放大器和非线性反馈电路，Pt电阻、可编程电流激励电路和非线性反馈电路接入可编程仪表放大器，非线性反馈电路接入可编程电流激励电路。
优选的，可编程电流激励电路包括电流源I1、电流源I2和可编程电路，电流源I1和电流源I2的一端分别接入可编程仪表放大器和非线性反馈电路。另一端与可编程电路连接，非线性反馈电路接入可编程电路；
优选的，电路还包括精密电阻Rz，Pt电阻接入可编程仪表放大器一个输入端，可编程仪表放大器另一个输入端通过精密电阻Rz接地。
本发明提供的一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路，其电路包括可编程电流激励电路、可编程仪表放大器和非线性反馈电路组成的补偿电路，本发明利用可编程仪表放大器，放大Pt电阻和精密电阻Rz通过可编程电流激励电路产生的电压差，通过计算和测量，确定非线性补偿系数，经非线性反馈电路，改变可编程电流激励电路的电流激励，达到Pt温度传感器的非线性补偿。本发明具有电路面积小、成本低且输出温度的精度高的优点。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供的Pt温度传感器非线性补偿的方法，该方法包括以下步骤：
1)初始化电路中各参数初值；明确Pt温度传感器温度范围，确定非线性度Bv；选择外置精密电阻Rz，计算线性化补偿系数Glin；确定补偿后输出范围，即确定最小输出Vmin和最大输出Vmax；计算可编程放大器放大倍数A，最后计算Pt温度传感器电流激励大小I1和I2；其中精密电阻Rz是与Pt在最低度阻值接近的精密电阻；
2)将传感器系统置于温度箱内，在Pt温度传感器温度范围的最低温度测量输出V1，最高温度测量输出V2；
3)根据测量的最低温度输出V1和最高温度输出V2，重新计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2；
4)在最高温度测量输出V3，计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2。通过非线性反馈电路改变可编程电流激励对Pt温度传感器进行非线性补偿。
5)通过Pt温度传感器温度范围的中间温度检查非线性补偿效果，确认补偿系统各参数。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。
参见图1，本发明具体实施例的电路包括可编程电流激励电路、可编程仪表放大器和非线性反馈电路；其中可编程电流激励电路，用于给Pt温度传感器激励，产生电压差；可编程仪表放大器，用于对电压差进行放大；非线性反馈电路，用于根据可编程仪表放大器输出调整可编程电流激励电路的电流。
可编程电流激励电路包括电流源I1、电流源I2和可编程电路，电流源I1和电流源I2的一端分别接入可编程仪表放大器和非线性反馈电路。另一端与可编程电路连接，所述非线性反馈电路接入可编程电路。
本发明的电路还包括精密电阻Rz，Pt电阻接入可编程仪表放大器一个输入端，可编程仪表放大器另一个输入端通过精密电阻接地。
利用可编程仪表放大器，放大Pt电阻和精密电阻通过可编程电流激励电路产生的电压差，通过计算和测量，确定非线性补偿系数，经非线性反馈电路，改变可编程电流激励电路的电流激励，达到Pt温度传感器的非线性补偿。
其中，非线性反馈电路、可编程电路和可编程仪表放大器均采用现有技术的结构。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种Pt温度传感器非线性补偿方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)初始化电路中各参数初值；明确Pt温度传感器温度范围，确定非线性度Bv；选择外置精密电阻Rz，计算线性化补偿系数Glin；确定补偿后输出范围，即确定最小输出Vmin和最大输出Vmax；计算可编程放大器放大倍数A，最后计算Pt温度传感器电流激励大小I1和I2；
2)将传感器系统置于温度箱内，在Pt温度传感器温度范围的最低温度测量输出V1，最高温度测量输出V2；
3)根据测量的最低温度输出V1和最高温度输出V2，重新计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2；
4)在最高温度测量输出V3，计算线性化补偿系数Glin和Pt温度传感器电流激励大小I1、I2,通过非线性反馈电路改变可编程电流激励对Pt温度传感器进行非线性补偿。
2.根据权利要求1所述的Pt温度传感器非线性补偿方法，其特征在于：所述步骤1)中精密电阻Rz是与Pt在最低度阻值接近的精密电阻。
3.根据权利要求1或2所述的Pt温度传感器非线性补偿方法，其特征在于：所述步骤4)之后还包括步骤5)通过Pt温度传感器温度范围的中间温度检查非线性补偿效果，确认补偿系统各参数。
4.一种实现权利要求1所述的Pt温度传感器非线性补偿方法的电路，包括Pt电阻，其特征在于：所述电路还包括可编程电流激励电路、可编程仪表放大器和非线性反馈电路，所述Pt电阻、可编程电流激励电路和非线性反馈电路接入可编程仪表放大器，所述非线性反馈电路接入可编程电流激励电路。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于：所述可编程电流激励电路包括电流源I1、电流源I2和可编程电路，所述电流源I1和电流源I2的一端分别接入可编程仪表放大器和非线性反馈电路,另一端与可编程电路连接，所述非线性反馈电路接入可编程电路。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于：所述电路还包括精密电阻Rz，所述Pt电阻接入可编程仪表放大器一个输入端，所述可编程仪表放大器另一个输入端通过精密电阻Rz接地。
CN202011542788.0A 2020-12-24 2020-12-24 一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路 Active CN112763090B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011542788.0A CN112763090B (zh) 2020-12-24 2020-12-24 一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011542788.0A CN112763090B (zh) 2020-12-24 2020-12-24 一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112763090A CN112763090A (zh) 2021-05-07
CN112763090B true CN112763090B (zh) 2022-10-18

Family

ID=75695253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011542788.0A Active CN112763090B (zh) 2020-12-24 2020-12-24 一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112763090B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031747A (ja) * 1998-07-09 2000-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度補償用電流発生回路
JP2000088672A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Yamatake Corp センサ入力回路および計測器
US6166578A (en) * 1998-08-31 2000-12-26 Motorola Inc. Circuit arrangement to compensate non-linearities in a resistor, and method
US6183131B1 (en) * 1999-03-30 2001-02-06 National Semiconductor Corporation Linearized temperature sensor
JP2006157141A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Sharp Corp 可変利得増幅回路、送信装置および受信装置
WO2009070002A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Mimos Berhad Temperature sensor with adjustable temperature coefficient
CN103278257A (zh) * 2013-04-24 2013-09-04 青岛航天半导体研究所有限公司 铂电阻非线性修正温度变送电路
CN103913250A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 株式会社东芝 温度检测电路、温度补偿电路以及缓冲电路
RU2569924C1 (ru) * 2014-08-22 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Косвенный способ настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной целью по мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности температурной характеристики выходного сигнала датчика
CN106092363A (zh) * 2016-07-27 2016-11-09 北京交通大学 一种基于Pt100的温度传感器电路及其测温方法
JP2018194533A (ja) * 2017-05-19 2018-12-06 相互電機株式会社 温度測定装置
CN109520635A (zh) * 2018-11-09 2019-03-26 天津航空机电有限公司 一种铂电阻非线性补偿及信号处理电路

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI114761B (fi) * 2003-05-26 2004-12-15 Nokia Corp Lämpötilakompensoitu vahvistin

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031747A (ja) * 1998-07-09 2000-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度補償用電流発生回路
US6166578A (en) * 1998-08-31 2000-12-26 Motorola Inc. Circuit arrangement to compensate non-linearities in a resistor, and method
JP2000088672A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Yamatake Corp センサ入力回路および計測器
US6183131B1 (en) * 1999-03-30 2001-02-06 National Semiconductor Corporation Linearized temperature sensor
JP2006157141A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Sharp Corp 可変利得増幅回路、送信装置および受信装置
WO2009070002A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Mimos Berhad Temperature sensor with adjustable temperature coefficient
CN103913250A (zh) * 2012-12-28 2014-07-09 株式会社东芝 温度检测电路、温度补偿电路以及缓冲电路
CN103278257A (zh) * 2013-04-24 2013-09-04 青岛航天半导体研究所有限公司 铂电阻非线性修正温度变送电路
RU2569924C1 (ru) * 2014-08-22 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Косвенный способ настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной целью по мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности температурной характеристики выходного сигнала датчика
CN106092363A (zh) * 2016-07-27 2016-11-09 北京交通大学 一种基于Pt100的温度传感器电路及其测温方法
JP2018194533A (ja) * 2017-05-19 2018-12-06 相互電機株式会社 温度測定装置
CN109520635A (zh) * 2018-11-09 2019-03-26 天津航空机电有限公司 一种铂电阻非线性补偿及信号处理电路

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Calculation and Analysis of 3D Temperature Field in Steady State of the Submersible Motor;Yulei Liu等;《2010 International Conference on Electrical and Control Engineering》;20101111;全文 *
Transient compensation for thermistor-based sensors in constant temperature configuration;Ednaldo L.de J. Souza等;《Sensors and Actuators A: Physical》;20200415;第305卷;全文 *
一种传感器信号调理的补偿系统的设计及实现;邵刚 等;《计算机技术与发展》;20150630;第25卷(第6期);全文 *
高精度海水温度检测系统设计;金义亭 等;《电子器件》;20111031;第34卷(第5期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112763090A (zh) 2021-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110247696A1 (en) Mass flow controller with enhanced operating range
CN103278257B (zh) 铂电阻非线性修正温度变送电路
US10183859B2 (en) Dual range high precision pressure sensor
US11012044B2 (en) Amplifier with common mode detection
US20070295095A1 (en) Apparatus for providing an output proportional to pressure divided by temperature (P/T)
US20150069997A1 (en) Manufacturing method for current sensor and current sensor
CN103278290A (zh) 压力传感器的非线性补偿电路
CN101187576B (zh) 从质量流量变换器提供线性信号的方法和系统
US7373266B2 (en) Sensor calibration using selectively disconnected temperature
GB2201791A (en) Transducer signal conditioner
US5764067A (en) Method and apparatus for sensor signal conditioning using low-cost, high-accuracy analog circuitry
US4190796A (en) Pressure detecting apparatus having linear output characteristic
JPH06194243A (ja) パルス駆動圧力センサ回路とその使用方法
CN112763090B (zh) 一种Pt温度传感器非线性补偿方法及电路
US20060037403A1 (en) Method for temperature compensation of a digital pressure meter
JP4861065B2 (ja) 温度補償回路および温度補償方法
US20230288282A1 (en) Method for Operating a Pressure Measuring Cell of a Capacitive Pressure Sensor
US6107861A (en) Circuit for self compensation of silicon strain gauge pressure transmitters
CN203241176U (zh) 压力传感器的非线性补偿电路
KR100904225B1 (ko) 수위 측정 장치
WO2016208422A1 (ja) 圧力測定装置、圧力測定方法及びプログラム
JPH11271163A (ja) 圧力計の較正方法及び装置
JPS6336447B2 (zh)
CN216559023U (zh) 检测电路、传感器及检测设备
JP2934538B2 (ja) トランスジューサ回路とその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant