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1、电子测 技术 实用四线制测温 电路研究 金伟 正武汉测绘科技大学 摘要文 中介绍一种新型简单实用的四线制测温 电路 提供了电路原理图 给出了该电路的参数计算 公式和电路的调整方法 该电路具有一定的实用价值 关扭词 四线制 恒流驭动跨度调节 一 邝 眼 二 找二 记 叨 一 在温度传感器 中铂 测温电阻最稳定 测 温范围也宽 一 一 铂测温电阻是用高纯度的铂镍制 成的温度传感器 它不象一般的热敏电阻 的输出有很大 非线性 因此 是非常受欢迎的温度传感器 其测温电 路的工作方式一般分为 恒压方式和恒流方式 按接线 方式的不同又可分为二线制 三线制和四线制方式 本 文介绍一种新型简单实用的恒流四线制
2、的测 温 电路 由于它不受接线 电阻的影 响 因此精度较高 特别 适于用在高精度的测温场合 电路组成 图为恒 流四线制的测 温 电路的原理图 下 面我们来分析它的工作原理 缅苏 币 抽出 电 压调零 丫运放镇移调零 四线制测温 电路原理图 温度传感器上流过电流 为高精度 的电压 基 准源 产生参考电压 一般取 由于运算放 大器的 同相端接地 所以当取时 同时 忽略线性校 正反馈电 阻 则 流 过即 流过温度传感 器 上的电流为左即恒流方式工 作 消除 温度传感器的偏压 在 一 的温度特性为 一 一只 一 产 因此 在 时将在处产生 一 的电压降 这样是不 理想的 为此我们加了调零电路和 以便调
3、零 跨度调节 在测温仪器中 不管测温范围多大 我们总是希望与 温度对应的输出电压在 一 的范围内 显 然不同的温度范围 对应的电路参数是不一样的 此 即 为跨度的含义 为此我们设计了的跨度调节 电路 它由 和组成 输出电压的计算公式 由于运算放大器的同相端接地 所以 其 中 一 一 一 一 别 尸 知 二 月妞端 卜沌区 尹洲 线 盛 切上 了 干 一 接 声 一 实用 四线制侧温电路研究 一 一 产 而 一 对运算放大器来说有 将 代人 得 到输出 电压 为 一 一 一 一 一 产 一 伏特 式即为输出电压与温度的关系式 以下分析我们 可以观察到为调零项 十 为跨度调节 项 参数的确定 我们
4、设计 一 的测温电路 此时 每度对应 输出 即 龙 对于其它温度范 围测温电路 其方法是相 同的 时 要求 由可知 一 显然此时只要保证 十二 忍即可保证 成立 这也说明为调零项 一般取 则最小取 一般取 取 以便调节 时 要求 时 由可知此时 一 一 将 代人 则有 一 一 左 可得 这也说明为跨 度调节项 一般取 取 以便调节 为运放漂移凋零电位器 一般取 电路调节方法 调零 使用 电阻箱作为假负载 取 即 在 时的电阻值 按四线制联法接好电路 调 节 使 调跨度使用 电阻 箱作为假 负载 取 即 在 时 的 电阻值 按四线制联 法接 好电路 调节便 重复过程 直到误差最小 误差分析及线性
5、校正 铂测温 电阻 的特性仍然存在非线性 若按照温度范 围计算 可以得到图所示 的非线性误差曲线 由图可 知 在 范围 内有 的非线性误差 因此 在高精度测量 时必须进行非线性校正 其非线性校正只 须加正反馈电路即可 在本设计方案中仅加上正反馈电 阻 取 对于 一 的测温 范 围 其校正效果如图 从图中可知 的非线性误差经校 正之后变为 非 线卜 性 误 差 尸 护护 叮叮 产 产尸 尸产产一 一 六 好好好 尸产声声一一 一 卜 火刊 刊 印 图铂测温 电阻非线性误差 恒流方式 尸洲尸一 一 一一卜 肠口护护 入入 一 州州一一一一一 温度 图校正前后 的比较 参考文献 集成运算放大器应用手册电子工业出版社 使用手册 王以和微型计算机 接口 原理与应 用上海科学 技术文献 出版社 令敬价订阅年令 电子侧量技术 中央级技术期刊 中国科技论文统计期刊 美国码录用期刊 邮发代号 一
