高精度铂电阻测温仪的设计与实现

提出了基于四线制恒流源驱动和恒流换向技术的高精度温度测量方案,挑选性能优异的铂电阻Pt100作为温度传感器,与参考电阻串联后由恒流源驱动,然后采集信号经过调理放大,通过单片机自动校正和控制,并内嵌ITS-90国际温标计算公式,以此实现高精度温度测量。实验结果表明,该方案较好实现了消除引线电阻和非线性的影响,提高了测量精度,温度测量误差小于0．01℃。系统性能稳定。     

一种铂电阻温度传感器的优化设计

基于航天工业中温度信号的测量,研制了一种高测量精度的铂电阻温度传感器。设计采用恒流源微电流驱动三线制铂电阻经不平衡电桥获得理想电压,实现了去除自身线阻和减小自热效应;提高了测量精度。通过差分放大电路、反馈电路和压控电压源二阶低通滤波电路有效地改善了铂电阻的线性度,减小外界干扰信号对测量系统的影响。测量结果表明,在-40~60℃的变温环境中测量-20~450℃温度误差小于0.5℃。     

高精度铂电阻测温系统

普通四线制铂电阻测温系统受恒流源长短期漂移、导线热电动势影响,其测量准确度难以超过0.1℃量级。本文分析了一种改进型4线制高精度铂电阻测温方法的原理误差,并设计了相应的高精度铂电阻测温系统。采用温度系数小、阻值稳定性好的参考电阻作为铂电阻阻值测量基准,消除了恒流源长期漂移引起的铂电阻测温误差;分别在正、反向恒流激励条件下测量了铂电阻上的电压,利用导线热电势大小与方向的短期不变性,对得到的两电压量求差以消除导线热电势的影响;通过半导体致冷器（TEC）控制恒流源温度来减小恒流源的短期电流漂移,进而减小其对铂电阻测温精度的影响;设计了精度高、阶跃响应速度快的分时复用式电压信号采集单元用来高精度地测量铂电阻和参考电阻上电压量的比值。等效实验和校准实验结果表明,高精度铂电阻测温系统的测量稳定性优于0.005 ℃/10 day,测量分辨力优于0.005 ℃,测量准确度为0.02 ℃（k=2）,满足超精密激光干涉测量系统提出的高精度温度测量需求。     

面向Pt100铂电阻的高精度多路测温系统

针对Pt100铂电阻多路测温系统存在精度低、硬件电路设计重复等问题,设计了一种面向Pt100铂电阻的高精度多路测温系统。以Pt100为温度传感器、Atmega16L为控制核心,通过模拟开关CD4052组合进行了多路测量控制,运用滤波、放大等信号调理电路以及16位高采样精度的A/D转换器ADS8320,以查表结合软件补偿的方法进行了非线性补偿,从而实现了高精度测温;同时,对各组成部分的误差来源进行了分析,计算出了测温系统的综合误差。研究结果表明,该系统具有测量精度高、稳定性好、可扩展性强等特点。     

一种优化的精密温度测量方法

为了精密测量水蒸汽的温度,选择了Pt100测温铂电阻,并根据其非线性特性,提出了一种恒流源加电压一频率（V—F）转化器电路的优化测量方法。首先,采用1mA的恒流源,保证流过铂电阻的电流恒定而且足够小,使电阻两端的电压差与电阻值成线性输出关系;其次,采用差分三运放放大电路,将电压信号按比例放大;然后,采用精密的电压一频率转化器,将频率送给微处理器;最后,通过微处理器的采集频率以及简单的软件补偿,得到精密的温度值。试验结果表明,该方法能精密、方便、简单地采集与校准温度。     

基于恒流源的多路高精度测温仪的研究

本文用精密低压差三端稳压源,并联精密电阻形成精密恒流源,通过模拟多路开关驱动多个铂电阻进行温度测量.因在线补偿模拟多路开关的通态电阻温度特性和温度变化时被测铂电阻的阻值变化对恒流源电流的影响,设计的温度测量系统精度高、稳定性好.用分段线性化的方法标定温度,精度达到±0.1°、温度稳定性为±0.05°.     

基于石英挠性加速度计的卫星微振动测量控制单元的设计

卫星微振动高精度测量与控制是评价卫星平台与遥感系统等有效载荷成像质量和高精度姿态指向的关键因素,石英挠性加速度计作为高精度加速度敏感传感器可应用于卫星在轨微振动监测。针对石英挠性加速度计,设计了一种测量与控制电路,作为在轨微振动测量系统的核心组成单元,用于微加速度信号的检测与调理、抗混叠滤波、数据同步采集、处理、存储和状态控制。实际测试表明其信号测量精度高,数据采集同步性好,工作稳定可靠。     

RTD Pt100的一种单电源信号调理电路

介绍一种由单电源CMOS四运算放大器MCP604实现电阻式温度传感器Pt100的激励和信号放大电路。其中,Pt100由MCP604中两个放大器形成的浮动电流源激励;采用3线制接入由运放组成的引线补偿电路中进行引线补偿;补偿后的电压信号由MCP604中另外两个放大器构成的放大电路进行采样放大。     

基于热敏电阻器的双ADC高精度温度采集系统设计

为了满足海洋研究中海洋温度测量的需要,设计了基于热敏电阻器的双ADC高精度温度采集系统。根据电阻比测温原理设计了恒流源激励单元、信号调理单元及高精度采集单元,为减小恒流源波动产生的影响,采用了双ADC同步采集的方式。通过对热敏电阻器件参数及设计要求进行分析计算,设计了以32位高精度模数转换器ADS1263为核心的采集电路,实现对电压信号的高精度采集。经分段线性拟合及系统标定后,系统的温度采集精度可达0.4 mK,满足海洋测温需求。     

基于HCPL-7860的隔离型信号采集与传输模块的设计

为了可靠便捷地采集常用的工业信号,提出了以AD芯片HCPL-7860和微处理器PIC16F74为核心的隔离型多通道信号采集与传输模块。对HCPL-7860的特性及应用、四线制铂电阻PT100的测温原理、恒流源电路和交流信号的采集方法进行了分析和研究,给出了模块的硬件电路设计和软件设计。现场应用结果表明,该采集模块精度高,性能好,能准确可靠地采集工业常用的铂电阻测温信号,0～5V电压信号,4～20mA直流电流信号和-5A～+5A交流电流信号。     

基于DSP查表方式的PT100铂电阻测温方案设计

本文提出一种用恒流源给PT100供电的方法,将PT100在不同温度下的电阻信号转换成电压信号,经过信号处理电路将输出电压信号控制在0～3.3V,DSP2407内部AD对其进行采样,对采样值进行软件低通滤波,提高测温精度。通过查采样值与温度的关系表格得温度值。     

热式质量流量计测量电路设计

介绍了热式质量流量计的测量原理，根据热扩散原理，推导出铂电阻传感器测量参数与质量流量的关系表达式。提出了测量质量流量的两种方法：恒温差法(即加热电阻与被测流体温度差恒定)和恒流法(即加热电流恒定)。重点分析了恒温差法测量电路的主电桥和副电桥的工作原理，主电桥实现温差与加热电阻比值恒定，副电桥将测温电阻等比例放大，给出了桥式电路参数的选择方法。最后指出了热式质量流量计的特点和存在的不足，测量电路已经过实验验证。     

Compact and accurate digital thermometer based on Anderson’s loop and Pt-100 sensor

A simple and practical digital thermometer with an accuracy better than 0.1°C over a near-room-temperature (from −10°C to 50°C) measurement range has been developed. The instrument is compact and battery operated and provides for both digital and analog outputs. A four-lead platinum thermal sensor, driven by a constant current loop, allows for accurate temperature readings with high immunity to the contact resistances and to their variations. A low-noise electronics allows for temperature measurements with a 1 mK resolution. By experimentally characterizing the non-linearity of the adopted Pt-100 sensor, a suitable readout correction table has been calculated in order to compensate for the sensor non-linear behavior. This compensating procedure allows for a wider (from −50°C to +200°C) and higher accuracy (0.05°C) measurement range. The ultimate accuracy was essentially limited by the accuracy of the temperature standard used for calibration.     

压电式传感器及其智能化适调技术研究

在分析压电式传感器的信号适调特征基础上,介绍了新研制的集截止频率可程控的抗混叠滤波器与电荷放大器模块于一体的新型多功能电荷放大器适调模块和集截止频率可程控的抗混叠滤波器与恒流源于一体的新型多功能ICP传感适调模块的原理、特点与主要技术指标.     

Dynamic junction temperature measurement for high power light emitting diodes

Junction temperature of high power light emitting diodes (LEDs), which is crucial for the thermal management of solid-state lighting, needs to be measured accurately. In this paper, a dynamic junction temperature measurement system for LEDs was proposed and the calibration including instrument calibration and factor K calibration were presented. The influence of the fast switch time in dynamic junction temperature test was analyzed and measurement errors caused by sampling delay were quantified. To prove the accuracy of the present system, comparison experiment was conducted. It shows a good agreement between the experimental data and reference value. Experiments also show that the measurement accuracy of the instrument can be up to 0.1?°C, and the standard error of temperature measurement can be controlled within 1%.     

基 于 模糊PID控制 的半导体激 光器温度 控制系统设计

为实现某半导体激光器特殊应用场合对使用温度的要求,采用DSP数字信号处理芯片配合温度传感器铂热电阻Pt100和陶瓷加热片等设计了一个半导体温度控制系统。介绍了系统的硬件电路、软件控制流程模糊PID控制算法原理,建立了系统的数学模型,并利用MATLAB中的Simulink仿真环境对系统进行了仿真。最后搭建了系统测试平台,验证了系统的可靠性。     

多基准源实时自校正技术的研究

在铂电阻测温电路中，采用多基准源进行实时自校正，通过对来自多基准源信息的智能化数据处理，将测量系统的整体精度提高问题转换为基准源的精度提高问题，解决了传统基于桥路测量原理铂电阻测温的局限性。该方法消除了电桥测量原理本身存在的非线性，拓宽了测量范围，解决了提供电桥基准电流源的温度漂移问题，消除了引线电阻所带来的附加误差，解决了电桥之后信号调理电路及A／D转换的零点漂移和灵敏度漂移问题，从而实现铂电阻测温的高精度和长期稳定性。