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电阻温度传感器Pt1000的特性曲线分析及应用

2022-02-24 15:49分类:传感器 阅读:

 

WZP型铂电阻器温度感应器Pt1000是运用元器件电磁感应参数随环境温度改变的性能对溫度与气温相关的参数开展检验的设备。因其线性相对性不错,耐空气氧化工作能力很强,而且温度范围宽,其温度测量的标准从-200℃~ 650℃,现阶段在工业化生产和科研工作上获得普遍应用。该感应器的信号分析电源电路必须进行将与气温相关的阻值转变数据信号转换成统一的电流数据信号。

1、Pt1000的频率特性曲线图

将Pt1000放进高低温试验试验箱中,将溫度设置为-30℃~ 70℃,测得温度感应器在不一样环境温度下的阻值,测得数据信息如图所示1所显示。在精确测量温度范围内,Pt1000输出阻抗值与溫度成一定的比率关联。可是在高溫和超低温情况下,有一定的误差,必须 在调养电源电路中开展温度补偿。

2、基本上恒流源电路

铂热电阻温度感应器的数字信号处理电源电路能够选用恒压源或直流电源,根据对恒压源的科学研究,发觉在具体运用中具有不稳定,精密度不高的难题,其根本原因是恒工作电压工作中时,除开铂热电阻自身的离散系统偏差外,还会继续造成恒工作电压工作中线路的原有偏差,进而导致全部线路的系统偏差增大。因而文中设计方案使用的是直流电源的方式 。

基本上的恒流源电路见图2,用铂热电阻RT替代正相反放大仪Rf,依据反相放大器的公式计算能够获得:

Vi,R1固定不动后,穿过RT的电流量稳定,Vo与RT正相关,从RT的改变能够 获得对应的工作电压的转变,进而达到了工作电压輸出,而且线性维持不会改变。

3、带相相键入的溫度解决电源电路

理想化溫度感测器电源电路在0℃时输出电压为0 V,而在图1中RT=1 000.8 Ω,带入式(1)获得的Vo不以0,因此必须对电流开展调零。完成的办法是在图2中的运算放大器的积分电路端加一个键入工作电压开展调节,如图所示3所显示。

因此 只需k能调至适合的值,就可以使数据信号完成调零。但是因为这就是理论上的测算,具体的运算放大器并不是梦想的,每个电阻器也会因为溫度等的危害,电阻值不容易符合实际允差电阻值。因此不固定不动R2和R3的尺寸,在具体中选用可调电阻开展调整。

同相输进端调节电流的添加促使即便 溫度上升,输出电压也会减少,因而为了能确保数据信号在-30℃~ 70℃时线形輸出-300~700 mV,在调零后再用一个运算放大器对放大系数开展调整。如图4所显示。

图4所显示为正相反运算放大器,他不仅能够完成一个变大信数为A=R5/R4的变大实际效果,还能够将根据前面运算放大器正相反了的工作电压Vo1再正相反,即变成了符合规定的正直流电压了。

4 、归一化处理填补解决

历经运算放大器1后的影响为式(2)所显示。历经运算放大器2的线形变大,若RT一定,Vo与Vi是正相关的,因此要维持线形,Vi最好一个时间常数,不然Vo的函数关系中便产生了Vi和RT2个函数,不可以精确完成对温度的测量了。设计方案得出的电流变化标准是±10%VCC,一定溫度下RT为时间常数,那麼最终的Vo也是有±10%的起伏,选用统一的R-T关联分辨,在检测范围内所获得的气温偏差变成了±10℃,这也是无法容忍的。电源电路务必有安全可靠的高精密的稳压管设备,因而在电源电路具体工作上,无需自接供电系统的方法,可选用高精密的工作电压标准MAX6025给予规范的2.5 V工作电压标准对元器件和线路开展供电系统。

此外,由Pt1000铂热电阻值R与溫度T的关联得知,在测量温度范畴内,Pt1000具备3.786 59 Ω/℃的高灵敏,因而只须要采用通用性的运算放大器就可以了。所选用电阻器的温度系数配对时,离散系统偏差还可以无需考虑到。

5、具体溫度感测器信号分析电源电路

具体溫度感测器信号分析电源电路见图5,原理图中的电容器C是减噪电力电容器,具体选值1μF,2.5 V工作电压标准由MAX6025给予。根据图上给出主要参数,在完成具体溫度检测前,最先要对其开展调零和调满。用高精密可变电阻替代Pt1000联接到线路中,更改电阻值使其相当于0℃时的等效电阻1 000.8 Ω,调可调电阻R5,使输出电压为0,再更改高精密可变电阻值到70℃的1 265.8 Ω,调可调电阻R6,使輸出为700 mV,进行调零和调满。该电源电路历经试验检测,做到不错的溫度感测器实际效果。

责编:gt

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