CN201464071U - 一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置 - Google Patents
一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201464071U CN201464071U CN2009201099945U CN200920109994U CN201464071U CN 201464071 U CN201464071 U CN 201464071U CN 2009201099945 U CN2009201099945 U CN 2009201099945U CN 200920109994 U CN200920109994 U CN 200920109994U CN 201464071 U CN201464071 U CN 201464071U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- precision
- circuit part
- resistance
- temperature sensor
- platinum resistance
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置。包括：低漂移电压参考电路部分，由高精度电压基准和微调滑动变阻器组成，为测量隔离电路部分提供低漂移的基准电压；测量隔离电路部分，由高精度放大器和精密电阻组成，用于为铂电阻温度传感器提供恒流源；铂电阻温度传感器，采用四线制接法，两条连接到测量隔离电路部分作为动力引线，另外两条连接到精密仪表放大电路部分作为传感引线；精密仪表放大电路部分，由精密仪表放大器和精密电阻组成，通过改变精密电阻值来控制精密仪表放大器的增益。本实用新型通过精密仪表放大器实现对铂电阻温度传感器的高精度四线制温度测量，适用于低成本、高精度、稳定性和一致性好的精密温度测量领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温度测量装置，特别涉及一种利用铂电阻进行四线制温度测量的高精度温度测量装置。
背景技术
铂电阻温度传感器是利用金属铂的电阻值会随着温度高低不同而发生相应变化这一物理特性进行温度测量，具有很好的重现性和稳定性，并且温度范围广，可以达到-200～650℃，广泛应用于工业测温以及航空航天精密温度测量领域，并且被制成标准温度计供计量和校准使用，因此对铂电阻温度传感器的温度测量装置要求其具有高精度、高稳定性和多路一致性等特点。
目前多数铂电阻温度测量装置采用两线制不平衡电桥技术，通过电压源进行供电。采用这种两线制测温方法进行设计的缺点是铂电阻两端电压与连接铂电阻的引线电压共同构成铂电阻温度传感器的输出电压值，由于导线电阻带来的附加误差使得实际测量电压值偏高，因此该测量装置导线不宜过长，且只能用于测温精度要求不高的场合。
目前一种改进的铂电阻温度测量装置采用三线制不平衡电桥技术，将铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，桥臂两端各分别连接铂电阻的两根引线，铂电阻的另外一根引线连接到电压测量装置，这样消除了引线电阻带来的测量误差，但该电桥必须为全等臂电桥，且引出的三根导线截面积和长度均相同，否则不会完全消除导线电阻的影响。
目前另一种改进的铂电阻温度测量装置采用四线制测量技术，铂电阻两条引线提供恒定电流，通过另两条引线测量铂电阻两端的电压降，通过一级差动放大电路和一级单双极转换放大器实现对铂电阻两端的电压测量。这种方法完全消除了铂电阻引线带来的误差，但缺点是三个放大器级联造成测量精度难以控制，增大了输入电压偏移量和输入噪声，并且采用三个精密运算放大器增加了电路成本和电路面积，且多路一致性不好。
发明内容
为了解决上述三种通用的温度测量装置存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置，通过精密仪表放大器实现了对铂电阻温度传感器的高精度四线制温度测量，适用于低成本、高精度、稳定性和一致性好的精密温度测量领域。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置，包括：低漂移电压参考电路部分、测量隔离电路部分、铂电阻温度传感器和精密仪表放大电路部分。
所述低漂移电压参考电路部分，由高精度电压基准和微调滑动变阻器组成，为所述测量隔离电路部分提供低漂移的基准电压，电压漂移低于10×10-6/℃；
所述测量隔离电路部分，由高增益且补偿电压接近零的高精度放大器和精密电阻组成，用于为铂电阻温度传感器提供恒流源；
所述铂电阻温度传感器，采用四线制接法，其中，两引线电阻连接到所述测量隔离电路部分作为动力引线，另外两引线电阻连接到精密仪表放大电路部分作为传感引线；
所述精密仪表放大电路部分，由精密仪表放大器和精密电阻组成，将铂电阻温度传感器的两条传感引线连接到所述精密仪表放大器，通过改变精密电阻阻值，即可控制精密仪表放大器的增益。这里，所述精密仪表放大器的输入阻抗要求足够高，保证输入端没有电流流过。
本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置在进行测量时，首先将低漂移电压参考电路部分、测量隔离电路部分、铂电阻温度传感器和精密仪表放大电路部分进行连接之后，测量构成所述精密仪表放大电路部分的精密仪表放大器电压输出电压Vout；然后，根据所述精密仪表放大器的增益G，计算得到铂电阻温度传感器两端的电压：V＝Vout/G；接着，通过欧姆定律计算得到铂电阻温度传感器的阻值Rt＝V/I，其中，I为恒流源电流，然后通过查询铂电阻温度传感器的阻值与温度的关系分度表得到精确的温度值。
这里，由于铂电阻温度传感器通过两条动力引线串联于恒流源中，电流恒定，因此通过欧姆定律即可得到铂电阻温度传感器的阻值，又由于铂电阻温度传感器的阻值随温度变化而变化，通过查询铂电阻温度传感器的阻值与温度的关系分度表，即可得到精确的温度值。
本实用新型的一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置的有益效果在于：适用于低成本、高精度、稳定性和一致性好的精密温度测量领域。为了满足多方面的需求，对通用的三种温度测量装置进行了优化改进设计，通过精密仪表放大器实现了对铂电阻温度传感器的高精度四线制温度测量，使该温度测量装置的精度更高、稳定性和多路一致性更好，且降低了成本，应用范围更加广泛。
附图说明
图1是本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置的组成框图。
图2是本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置的电连接示意图。
图3是本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置的测量流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本实用新型的一种高精度温度测量装置进行详细的说明。
图1是表示本实用新型的一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置的组成框图。如图1所示，本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置，主要由低漂移电压参考电路部分、测量隔离电路部分、铂电阻温度传感器和精密仪表放大电路部分组成。
低漂移电压参考电路部分，由高精度电压基准和微调滑动变阻器组成，为所述测量隔离电路提供低漂移的基准电压；
测量隔离电路部分，由高增益且补偿电压接近零的高精度放大器和精密电阻组成，用于为铂电阻温度传感器提供恒流源；
铂电阻温度传感器，采用四线制接法，其中，两条引线电阻连接到所述测量隔离电路作为动力引线，另外两条引线电阻连接到精密仪表放大电路作为传感引线。
精密仪表放大电路部分，由精密仪表放大器和精密电阻组成，将铂电阻温度传感器的两条传感引线连接到精密仪表放大器，通过改变精密电阻阻值，即可控制精密仪表放大器的增益。这里，精密仪表放大器的输入阻抗要求足够高，保证输入端没有电流流过。
图2是构成本实用新型的一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置的电连接示意图。如图2所示，低漂移电压参考电路部分由高精度电压基准和微调滑动变阻器组成，保证电压漂移不超过10×10-6/℃。测量隔离电路部分由高增益且补偿电压接近零的高精度放大器和精密电阻R1、R2组成，低漂移电压参考电路和测量隔离电路共同为铂电阻温度传感器Rt提供恒流源。
此外，该利用铂电阻测量的高精度温度测量装置，采用四线制铂电阻测温，Rx1、RX2、Rx3、Rx4为铂电阻温度传感器的四个引线电阻，其中，Rx1和Rx3属于动力引线，负责将铂电阻温度传感器连接到恒流源，Rx2和Rx4属于传感引线，负责将电阻温度检测器的电压连接到精密仪表放大器。这样可将负责驱动铂电阻温度传感器的恒流电源和测温电路两者分开，由于精密仪表放大器的输入阻抗足够高，即输入端没有电流流过，则A、B两端电压即为铂电阻温度传感器Rt两端电压，与引线电阻Rx2和Rx4无关，即使Rx1和Rx3引线电阻出现压降也不会影响测量电压的准确性，温度测量精度达到0.1℃以下。
精密仪表放大电路部分由精密仪表放大器和精密电阻Rg组成，通过改变精密电阻Rg的阻值，即可控制精密仪表放大器的增益。本实用新型之所以采用精密仪表放大电路代替现有的差动放大电路与单双极转换放大器的组合，主要是因为基本的差动放大电路精密度较差，且差动放大电路在变更放大增益时，需要同时调节两个差动放大器的电阻，造成其精确度难以控制。同时，现有的由三个放大器共同组成的放大电路，由于两个差动放大器的输出共同作为后一级单双极转换放大器的输入，导致输入电压偏移和输入噪声为精密仪表放大器的
倍，因此，本实用新型采用精密仪表放大器对铂电阻两端电压进行测量放大，不仅节省了器件，减小了电路面积，而且节约了电路成本。
另外，图3是本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置的测量流程图，如图3所示，本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置在进行测量时，首先，将低漂移电压参考电路部分、测量隔离电路部分、铂电阻温度传感器和精密仪表放大电路部分进行连接之后，测量构成所述精密仪表放大电路部分的精密仪表放大器电压输出电压Vout；然后，根据所述精密仪表放大器的增益G，计算得到铂电阻温度传感器两端的电压：V＝Vout/G；接着，通过欧姆定律计算得到铂电阻温度传感器的阻值Rt＝V/I，其中，I为恒流源电流，然后通过查询铂电阻温度传感器的阻值与温度的关系分度表得到精确的温度值。
这里，由于铂电阻温度传感器通过两条动力引线串联于恒流源中，电流恒定，因此通过欧姆定律即可得到铂电阻温度传感器的阻值，进而由于铂电阻温度传感器的阻值随温度变化而变化，通过查询铂电阻温度传感器的阻值与温度的关系分度表，即可得到精确的温度值。
综上所述，本实用新型的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置不仅克服了以往的两线制和三线制不平衡电桥电路中由引线电阻引起的测量误差，也弥补了自制差动放大电路和单双击转换放大器级联造成的精度控制困难、输入电压偏移和输入噪声大等缺陷.本实用新型通过精密仪表放大电路对铂电阻温度传感器进行四线制测温，具有更高的精度、更好的稳定性和多路一致性，是一种具有创新性的优化设计的温度测量装置，满足了高精度温度测量的需要，应用十分广泛.
Claims (3)
1.一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置，其特征在于，包括：低漂移电压参考电路部分、测量隔离电路部分、铂电阻温度传感器和精密仪表放大电路部分，
所述低漂移电压参考电路部分，由高精度电压基准和微调滑动变阻器组成，为所述测量隔离电路部分提供低漂移的基准电压；
所述测量隔离电路部分，由高增益且补偿电压接近零的高精度放大器和精密电阻组成，用于为铂电阻温度传感器提供恒流源；
所述铂电阻温度传感器，采用四线制接法，其中，两条引线电阻连接到所述测量隔离电路部分作为动力引线，另外两条引线电阻连接到精密仪表放大电路部分作为传感引线；
所述精密仪表放大电路部分，由精密仪表放大器和精密电阻组成，将铂电阻温度传感器的两条传感引线连接到所述精密仪表放大器，通过改变精密电阻阻值，来控制精密仪表放大器的增益。
2.如权利要求1所述的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置，其特征在于，所述低漂移电压参考电路部分提供的基准电压的漂移低于10×10-6/℃。
3.如权利要求1所述的利用铂电阻测量的高精度温度测量装置，其特征在于，所述精密仪表放大器输入阻抗足够高，保证输入端没有电流流过。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201099945U CN201464071U (zh) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | 一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201099945U CN201464071U (zh) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | 一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201464071U true CN201464071U (zh) | 2010-05-12 |
Family
ID=42391422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009201099945U Expired - Lifetime CN201464071U (zh) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | 一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201464071U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101957243B (zh) * | 2009-07-14 | 2012-07-25 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 一种高精度温度测量装置及测量方法 |
| CN103884443A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-06-25 | 马永青 | 一种温度变送器 |
| CN109375291A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-02-22 | 成都信息工程大学 | 一种适用于探空仪的温度气压与湿度测量装置及方法 |
-
2009
- 2009-07-14 CN CN2009201099945U patent/CN201464071U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101957243B (zh) * | 2009-07-14 | 2012-07-25 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 一种高精度温度测量装置及测量方法 |
| CN103884443A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-06-25 | 马永青 | 一种温度变送器 |
| CN109375291A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-02-22 | 成都信息工程大学 | 一种适用于探空仪的温度气压与湿度测量装置及方法 |
| CN109375291B (zh) * | 2018-10-09 | 2019-12-27 | 成都信息工程大学 | 一种适用于探空仪的温度气压与湿度测量装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101957243B (zh) | 一种高精度温度测量装置及测量方法 | |
| CN202075059U (zh) | 新型铂电阻温度测量模块 | |
| CN204101635U (zh) | 一种微电阻测量仪和电子产品生产装置 | |
| CN102829888B (zh) | 消减三线制热电阻测量误差的方法 | |
| CN101498749B (zh) | 一种精密电阻测量装置和方法 | |
| CN107941363B (zh) | 基于程控双恒流电源的温度变送装置及方法 | |
| CN106989847B (zh) | 铂电阻测温***中的误差修正方法 | |
| CN105092075A (zh) | 一种高精度多路温度信号采集装置 | |
| CN207472443U (zh) | 多路三线制热电阻测温电路 | |
| CN202648827U (zh) | 测温电路、温度采集***、变频器及温度变送器 | |
| CN103235189A (zh) | 一种基于双电流电压比率法的微电阻高精度测量方法及实现该方法的测量*** | |
| CN201464071U (zh) | 一种利用铂电阻测量的高精度温度测量装置 | |
| CN102478438A (zh) | 用于信号仿真***的热电阻模拟校准*** | |
| US3906796A (en) | Electronic temperature measuring apparatus | |
| CN203241168U (zh) | 铂电阻非线性修正温度变送电路 | |
| CN102478422A (zh) | 一种零漂模拟校准方法及装置 | |
| CN203929264U (zh) | 一种带内部偏置的rtd温度测量电路 | |
| CN208902293U (zh) | 一种pt100测温电路 | |
| CN201575872U (zh) | 一种能实现测温校正的热电阻补偿电路 | |
| CN103925868B (zh) | 一种没有长导线电阻影响的电阻应变仪 | |
| CN110108380A (zh) | 一种应用于纺织加弹机中联苯加热箱的精密测温*** | |
| CN204649327U (zh) | 一种热电阻信号转换电路 | |
| CN101551423A (zh) | 用于器件老化筛选车的热电阻模拟校准*** | |
| CN111141406B (zh) | 一种pt100测温***和测温方法 | |
| CN210005595U (zh) | 一种热电阻四线制实时测量电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20100512 Effective date of abandoning: 20090714 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20100512 Effective date of abandoning: 20090714 |