PL194588B1 - Linearising circuit for a platinum temperature sensing element - Google Patents

Linearising circuit for a platinum temperature sensing element

Info

Publication number
PL194588B1
PL194588B1 PL329985A PL32998598A PL194588B1 PL 194588 B1 PL194588 B1 PL 194588B1 PL 329985 A PL329985 A PL 329985A PL 32998598 A PL32998598 A PL 32998598A PL 194588 B1 PL194588 B1 PL 194588B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
analog
digital
converter
sensing element
temperature sensing
Prior art date
Application number
PL329985A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL329985A1 (en
Inventor
Grzegorz Kowalski
Original Assignee
Inst Tele I Radiotech
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 Inst Tele I Radiotech filed Critical Inst Tele I Radiotech
Priority to PL329985A priority Critical patent/PL194588B1/en
Publication of PL329985A1 publication Critical patent/PL329985A1/en
Publication of PL194588B1 publication Critical patent/PL194588B1/en

Links

Landscapes

  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Układ linearyzacji platynowego czujnika temperatury, znamienny tym, że zawiera klucz przełączający (KL) połączony z przetwornikiem analogowo cyfrowym (AC), który połączony jest z układem pamięciowym (ROM) połączonym z przetwornikiem cyfrowo analogowym (CA) oraz zawiera układ sterujący (US) połączony z kluczem przełączającym (KL) i elementem pamięciowym (ROM).Platinum sensor linearization system temperature, characterized in that it contains a key switching (KL) connected to the converter analog to digital (AC) that is connected with a memory chip (ROM) connected with digital-to-analog converter (CA) and includes a control circuit (US) connected with switch key (KL) and element memory (ROM).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ linearyzacji platynowego czujnika temperatury zwłaszcza do urządzeń pomiarowych.The subject of the invention is a linearization system for a platinum temperature sensor, especially for measuring devices.

Znane rozwiązania linearyzacji platynowego czujnika zbudowane są z wzmacniaczy analogowych, źródeł odniesienia i sieci rezystorowych, w których linearyzacja jest efektem odpowiednio dobranego sprzężenia zwrotnego wzmacniacza. Rozwiązanie to jest niestabilne termicznie i wymaga kłopotliwego precyzyjnego doboru elementów. Inne znane układy linearyzacji zawierają przetwornik analogowo cyfrowy i element pamięci stałej, w której są zawarte w postaci tablicy wartości zależne liniowo od temperatury. Wadą tego rozwiązania jest kosztowny precyzyjny przetwornik analogowo cyfrowy o rozdzielczości odpowiadającej pełnemu nieliniowemu zakresowi pomiarowemu czujnika platynowego. Jeszcze inne układy zawierają systemy mikroprocesorowe przeliczające dane wejściowe na postać liniową według wzorów matematycznych. Wzory te są empiryczne i niezbyt precyzyjne a układy rozbudowane i kosztowne.Known solutions for linearization of a platinum sensor consist of analog amplifiers, reference sources and resistor networks, in which the linearization is the result of an appropriately selected amplifier feedback. This solution is thermally unstable and requires troublesome and precise selection of components. Other known linearization systems include an analog-to-digital converter and a permanent memory element in which the temperature-dependent linearly dependent values are contained in the form of an array. The disadvantage of this solution is the costly precise analog-to-digital converter with a resolution corresponding to the full non-linear measurement range of the platinum sensor. Still other circuits include microprocessor systems that convert the input data to a linear form according to mathematical formulas. These formulas are empirical and not very precise, and the systems are complex and expensive.

Układ linearyzacji według wynalazku zbudowany jest z układu sterującego połączonego z kluczem przełączającym i układem pamięciowym oraz z przetwornika analogowo cyfrowego połączonego z układem pamięciowym połączonym z przetwornikiem cyfrowo analogowym. Układ według wynalazku umożliwia zbudowanie precyzyjnego przetwornika temperatury przy użyciu tanich, łatwodostępnych elementów.The linearization circuit according to the invention consists of a control circuit connected to a switching key and a memory circuit, and an analog-to-digital converter connected to a memory circuit connected to a digital-to-analog converter. The system according to the invention makes it possible to build a precise temperature transmitter using cheap, easily available components.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku w postaci schematu.The subject of the invention is shown in the drawing in the form of a diagram.

Układ linearyzacji działa dwufazowo. W fazie pierwszej dokonywany jest zgrubny pomiar oporności czujnika i ustalenie zakresu temperatury oraz ustalenie wielkości liczbowej poprawki kompensującej nieliniowość. W fazie drugiej napięcie na czujniku jest liniowo zależne od temperatury i podawane jest na wyjście układu. Początkowo przez czujnik, platynowy PT płynie znany prąd I0. Na czujniku pojawia się napięcie U0 i przez klucz KL zostaje podane na przetwornik analogowo cyfrowy AC. Przetwornik ten mierzy napięcie U0 z niewielką dokładnością i przetwarza na postać cyfrową sterując nią układ pamięciowy ROM. W układzie pamięciowym ROM jest zawarta tablica poprawek ułożona tak, aby każdemu zakresowi temperatury przyporządkować poprawkę kompensującą nieliniowość czujnika. W fazie drugiej poprawka ta steruje przetwornikiem cyfrowo analogowym CA, który ma wyjście prądowe. Prąd Ix o wartości skorygowanej za pomocą poprawki zależnej od ustalonego wcześniej zakresu temperatury powoduje pojawienie się na czujniku napięcia Ux liniowo zależnego od temperatury. Klucz KL podaje to napięcie na wyjście układu. Układ sterujący US zmienia położenie klucza KL i steruje układem pamięciowym ROM. Nachylenie charakterystyki czujnika platynowego PT w wykonanego jako 100 ohmowy opornik zmienia się od 0.431 ohma/K dla -200°C do 0.296 ohma/K dla +800°C. 8 bitowy przetwornik analogowo cyfrowy CA z wyjściem prądowym do 2 mA umożliwia uzyskanie napięcia na czujniku platynowym PT równego 0.5mV/K przy zmianach prądu Ix od 1.16 mA do 1.69 mA. Linearyzacja będzie wykonywana w ponad 70 krokach, co daje ok. 14 K na krok. Szacunkowa dokładność dla skrajnych zakresów wynosi ok. 0.047%. Ponadto układ według wynalazku umożliwia zmniejszenie wpływu grzania czujnika platynowego PT prądami pomiarowymi I0 i Ix. Przepływ prądu jest potrzebny tylko podczas dokonywania pomiaru. Pomiędzy poszczególnymi fazami pomiarowymi mogą być okresy, podczas których prąd nie płynie. Ze względu na krótki czas pomiaru przetwornikiem analogowo cyfrowym AD rzędu kilku mikrosekund, uzyskuje się przy częstotliwości pomiarów rzędu 1000 na sekundę zmniejszenie wpływu grzania ok. 100 razy.The linearization system works in two phases. In the first phase, a rough measurement of the sensor resistance is performed, the temperature range is determined and the numerical value of the correction compensating for non-linearity is determined. In the second phase, the voltage across the sensor is linearly dependent on the temperature and is fed to the output of the system. Initially, the known current I0 flows through the platinum PT sensor. Voltage U0 appears on the sensor and through the KL key is applied to the AC analog-to-digital converter. This converter measures the voltage U0 with a low accuracy and converts it into a digital form by controlling it by the ROM memory chip. A table of corrections is included in the ROM memory chip, arranged in such a way as to assign a correction to compensate for the non-linearity of the sensor to each temperature range. In the second phase, this amendment controls the CA digital to analog converter which has a current output. The Ix current with a value corrected by means of a correction depending on the predetermined temperature range causes the appearance of the voltage Ux linearly dependent on the temperature on the sensor. The KL key gives this voltage to the output of the system. The control circuit US changes the position of the key KL and controls the ROM memory chip. The slope of the characteristics of the platinum PT sensor made as a 100 ohm resistor varies from 0.431 ohma / K for -200 ° C to 0.296 ohma / K for + 800 ° C. The 8-bit analog-to-digital CA converter with a current output of up to 2 mA allows to obtain a voltage on a PT platinum sensor of 0.5 mV / K with changes in the Ix current from 1.16 mA to 1.69 mA. Linearization will be performed in more than 70 steps, which is approx. 14 K per step. The estimated accuracy for the extreme ranges is about 0.047%. Moreover, the system according to the invention makes it possible to reduce the effect of heating the platinum sensor PT with the measuring currents I0 and Ix. The current flow is only needed when making a measurement. Between the individual measurement phases there may be periods during which no current flows. Due to the short measurement time with an analog-to-digital AD converter of a few microseconds, at a measurement frequency of 1000 per second, the heating effect is reduced by approx. 100 times.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Układ linearyzacji platynowego czujnika temperatury, znamienny tym, że zawiera klucz przełączający (KL) połączony z przetwornikiem analogowo cyfrowym (AC), który połączony jest z układem pamięciowym (ROM) połączonym z przetwornikiem cyfrowo analogowym (CA) oraz zawiera układ sterujący (US) połączony z kluczem przełączającym (KL) i elementem pamięciowym (ROM).Linearization circuit of a platinum temperature sensor, characterized in that it comprises a switching key (KL) connected to an analog-to-digital converter (AC) which is connected to a memory chip (ROM) connected to a digital-to-analog converter (CA) and comprises a control circuit (US) connected to with switch key (KL) and memory element (ROM).
PL329985A 1998-11-27 1998-11-27 Linearising circuit for a platinum temperature sensing element PL194588B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL329985A PL194588B1 (en) 1998-11-27 1998-11-27 Linearising circuit for a platinum temperature sensing element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL329985A PL194588B1 (en) 1998-11-27 1998-11-27 Linearising circuit for a platinum temperature sensing element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL329985A1 PL329985A1 (en) 2000-06-05
PL194588B1 true PL194588B1 (en) 2007-06-29

Family

ID=20073255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL329985A PL194588B1 (en) 1998-11-27 1998-11-27 Linearising circuit for a platinum temperature sensing element

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL194588B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL329985A1 (en) 2000-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5061900A (en) Self-zeroing amplifier
US7060970B2 (en) Temperature compensating device for APD optical receiver
US4516865A (en) Resistance thermometer
JP4161078B2 (en) Thermal flow sensor
EP2041538A1 (en) Temperature measurement device and measurement method
US4179745A (en) Thermocouple linearizer circuit
EP0392746A2 (en) Transducer temperature compensation circuit
WO2008150813A1 (en) Method and apparatus for calibration of sensor signals
KR870000807A (en) Low-Cost Digital-to-Analog Converters with High-Precision Feedback Resistors and Output Amplifiers
Xu et al. A±12-A high-side current sensor with 25 V input CM range and 0.35% gain error from− 40° C to 85° C
US20060153276A1 (en) Temperature measuring system and method
US4631522A (en) Method and circuit for compensation of a multiplying digital-to-analog converter
JP3081751B2 (en) Electric quantity measuring device
JP4920487B2 (en) Reference voltage generator
JPH0755588A (en) Temperature detector
PL194588B1 (en) Linearising circuit for a platinum temperature sensing element
US9423482B2 (en) Sensor arrangement and method
JPH0829269A (en) Temperature compensating circuit
US5119096A (en) Analog to frequency converter with balancing compensation cycles
GB1281128A (en) Digital-to-analog converter
WO1987004788A1 (en) Temperature measuring device capable of changing display unit
US5191296A (en) Signal conditioning circuit
JP2007173982A (en) Temperature compensation amplifier
US5500618A (en) Operational function generator
JP2000214030A (en) Pressure sensor circuit