激光测距仪中基于脉冲电流供电的高精度温度控制系统

半导体激光器及雪崩光电二极管作为激光测距仪中发射和接收系统中的关键器件,温度对其性能的影响限制激光测距仪的测量精度。而且二者均为小功率器件,精密测温电路中采用Pt电阻测温时,Pt电阻的自热效应产生的测温误差不能忽略。基于此,在对Pt电阻测温的误差产生机理做详细分析的基础上,提出了一种新的脉冲电流供电的方案,建立了脉冲电流供电电路及其自热升温过程的数学模型,给出了脉冲宽度和热量积累的关系,通过合理控制脉冲宽度大大减小了自热效应引起的测温误差;使用高阶正交多项式拟合的方法对Pt电阻的非线性进行了补偿,给出了该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验,在不同的温度点,该温度测量系统的最大误差为 0.0006度。系统稳定性测试结果表明,该系统在0度到15度 的温度范围内各温度点控制稳定度均优于±0.005度 。     

铂电阻高精度温度测量系统设计

为了满足工业生产对温度测量的高精度要求,研制了一种恒流源微电流驱动四线制铂电阻Pt100的高精度温度测量系统.分析了引起系统测量误差的原因,给出了减少误差的方法;阐述了恒流源、仪用放大、抗混叠滤波、采样保持、A/D采样等主要电路的设计原理和参数选择准则;说明了测量系统的标定方法.该系统采用四线制铂电阻Pt100作为温度传感器,由恒流源微电流驱动产生电压,可以完全去除铂电阻自身的引线电阻、有效减少自热效应;通过仪用放大电路、抗混叠滤波电路和采集保持电路可以有效滤除采集信号中的干扰信号,降低外界干扰对测量系统的影响,增强测量系统稳定性、可靠性和准确性.测试结果表明,该系统性能稳定可靠,标定后测量误差小于±0.03℃.     

基于序列激励电压控制的高精度测温方法研究

针对高精度测温领域存在的非线性、热电动势及自热效应等问题,设计了一种基于序列激励电压控制的高精度测温方法.采用阻值比较法可以减小测温回路非线性;设计序列激励电压控制消除热电动势,并有效抑制自热效应.给出了测温电路的总体设计方案、测温电路非线性分析以及序列激励电压控制的设计方法.在-40 ～+200℃范围下,测温精度能达到±0.008℃,具有精度可靠性高、使用方便等优点,可广泛应用于工业生产及军事领域的温度检测.     

多路测温转换电路的设计

利用11路12位的A/D转换芯片TLV2543、单片微机AT89C52和精密仪器放大器BB INA118,来设计多路测温电路。测温传感器为热电阻Pt100,采用三点接线法,消除了连接电阻产生的误差,实现了高精度温度测量。     

基于XTR105的多通道温度测量系统

针对一些对测温系统体积、抗干扰能力、测量精度有较高要求的工业环境,介绍了一种利用铂电阻Pt100作为测温传感头,XTR105作为信号调理电路的多通道温度测量系统。分析了系统硬件误差来源,得到了系统输入-输出特性,并采取了线性补偿措施;针对Pt100的非线性,提出了兼顾软件代码执行效率和系统测量精度的非线性校正算法。经测试,不考虑Pt100阻值偏差,系统在0～300℃设计测温范围内,达到了0.1℃的精度。     

高精度温度测控系统

介绍了一种高精度温度测控系统,该系统以STC89C51 RC单片机为控制核心,由前端小信号温度检测与滤波电路和移相调压电路等组成.针对铂热电阻测温存在非线性误差的特点,从软件和硬件两方面进行误差修正和补偿,以保证测温精度.同时,采用积分分离PID控制算法和最优控制参数整定方法以达到提高控温精度的目的.而且,以电加热水温作为系统控制对象,用铂热电阻Pt100为温度传感器,对研制的温度测控系统进行了反复调试,并测量了大量实验数据.实验结果表明：不仅所用测量和控制方法是可行的,而且系统的测量精度达到了±0.04 ℃,控制精度达到了±0.5 ℃.     

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。     

一种基于铂电阻传感器的测温和校准方法

提出了一种基于铂电阻传感器的实用高精度温度测量方法,在分析铂电阻特性的基础上,将电阻测量的系统误差设计成满足线性关系,然后利用软件两点校准技术,消除测量中由系统误差、铂电阻本身偏差以及引线电阻带来的所有一阶误差,并给出了铂电阻的测量电路,通过实验证明,此测温和校准方法是可行的。     

磁感应供电多路温度变送器的设计

介绍了一种针对旋转物体的多点温度测量方案.测温电路由旋转部分和静止部分构成,旋转部分采用无线磁感应供电,温度脉宽调制光脉冲发射送至静止部分光电接收器件,由单片机完成PWM脉宽至温度的转化,并通过串行通信实现与外界的通信.     

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。     

Research on key techniques of expendable conductivity temperature depth measuring system

This paper analysis the developing of expendable conductivity temperature depth measuring system(XCTD)and introduce its principle of measuring about temperature,salinity and depth of ocean.Some key techniques are put forward.According to the real needs of XCTD,conductivity sensor with high sensitivity is designed by principle of electromagnetic induce,the ocean conductivity from induced electromotive force has been calculated.Adding temperature correction circuit would help to reduce error of conductivity measurement because of sharply changing temperature.Advanced temperature measuring circuit of high precision and the constant current source is used to weaken effect of self-heating of resistance and fluctuation of the source.On respect of remote data transmission,LVDS is a good choice for the purpose of guarantee the quality of data transmitted and the transmission distance is reaching to thousand meters in the seawater.Modular programming method is also brought into this research aimed at improve the stability,reliability and maintainability of the whole measuring system.In February,2015,the trials in South China Sea demonstrate that the developed XCTD realize effective measurement at a speed of 6 knots and detection depth at 800 m.The consistency coefficient of the acquired data is greater than 0.99 and the success rate of probe launching is above 90%.     

新型铂热电阻数字测温电路

设计的新型铂热电阻数字测温电路主要由集成有A/D的5G14433芯片构成,整个电路分为3部分:温度电压转换,连续式非线性A/D转换器,显示驱动.连续式非线性A/D转换器电路非常简单,线性化精确度高,适用于特性单调变化,而且斜率无急剧变化的传感器.     

一种高精度温度测量电路设计

介绍了一种以铂电阻为测温元件的高精度温度检测电路。并对其硬件电路及工作原理进行了详细说明。此硬件电路采用同一个参考电压给铂电阻电流源及A／D转换电路供电。使得测量结果仅与铂电阻随温度的变化值有关,而与铂电阻驱动电流的稳定度、A／D转换器参考电压精度等均无关,从而降低了高精度测量对硬件电路的苛刻要求。提高了温度检测的精度。     

自热式印制板加热性能分析与评估

针对星载电子设备集成化、轻量化设计需求,基于机热一体化设计了一种自热式印制板,通过在多层印制板中埋置加热电阻实现其自加热功能.采用仿真分析,研究了印制板加热电阻布局、导热性能以及结构参数等对加热性能和力学特性的影响,完成自热式印制板样件研制和加热性能评估.研究结果表明,对印制板电路布局、结构参数进行优化设计,可以实现印制板温控区域良好的温度均匀性,满足航天产品温控要求.     

机舱自动灭火系统的虚拟设计

设计了基于铂电阻传感器的机舱自动灭火系统,该系统主要包括温度信号采集与放大、A/D转换、单片机数据处理、着火报警及灭火器引爆驱动电路。建立了检测温度与模拟电压的定量关系,为单片机编程奠定了理论基础。基于Proteus对系统的软硬件设计进行了仿真,结果表明,系统检测结果精确,工作运行可靠。在机舱自动灭火乃至民用火灾预防方面,具有推广价值。     

基于ADuC847的温度校准仪的设计

ADuC847是ADI公司推出的微转换芯片,利用其片内集成的24位∑-△模数转换器把模拟电压信号转换为数字信号。电压信号的产生是采用三端稳压集成电路LM317与LM337产生恒定的10mA电流源,流过随温度变化的Pt100热电阻转化而来。为了减少热电阻引线误差,该设计使用了四线制法测量电阻两端的电压,提高了温度信号的采集精度。     

基于C8051F350的铂电阻温度测量系统

本文介绍一种基于C8051F350片上系统构建的铂电阻温度测量系统。该系统有效克服了导线电阻、自热效应、元件参数漂移对测量精度的影响,是一种结构简单、成本低廉的高精度温度测量系统,可广泛应用于气象、水文、海洋和环保等领域。