傳感器及小信號放大技術(shù)詳解演示文稿

傳感器及小信號放大技術(shù)詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共88頁。優(yōu)選傳感器及小信號放大技術(shù)當(dāng)前2頁，總共88頁。（1）單雙電源供電：3～30V或±1.5V~±15V（2）輸入偏置電流：20nA（3）輸入失調(diào)電流：2nA（4）直流開環(huán)增益：100dB（5）單位增益時(shí)工作頻率大于1MHZ（6）驅(qū)動電流可達(dá)10mALM358/LM324的性能特點(diǎn)：使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：（1）信號輸入/輸出的電壓范圍，正負(fù)不對稱單電源：輸入電壓范圍-0.3V~VCC-2V：輸出低電壓5mV（最大205mV

）~高電壓VCC-1.5V雙電源：輸出-VCC~VCC-1.5V（2）單電壓供電時(shí)，虛地電壓可設(shè)在輸出擺幅的中點(diǎn)附近當(dāng)前3頁，總共88頁。2.場效應(yīng)運(yùn)放特點(diǎn)：輸入阻抗高大，輸入偏置電流小，工作頻率高，驅(qū)動能力差，價(jià)格較高

。輸出驅(qū)動能力通常比通用運(yùn)放差，用于驅(qū)動輸出時(shí)，不建議選用場效應(yīng)運(yùn)放圖6.3作比較器用時(shí)CA3140與TTL邏輯的接口典型器件有TL081（1路）、TL082（2路）、TL084（4路）、CA3140/3140A當(dāng)前4頁，總共88頁。（1）雙電源供電：±4V~±18V，建議不使用±15V以上輸入電壓范圍：±15V輸出電壓范圍：電源電壓－1.5V,正負(fù)對稱（2）輸入偏置電流：極小，不超過1nA （3）工作頻率較高：單增益可達(dá)3MHZ（4）無輸出驅(qū)動時(shí)，電源電流僅1.4mATL081/082/084的性能特點(diǎn)：當(dāng)前5頁，總共88頁。（1）單電源供電：4V~36V，也可使用雙電源輸入電壓范圍：單電源供電時(shí)，最低為負(fù)電源下0.5V（2）輸入阻抗高達(dá)1.5TΩ （3）輸入偏置電流僅為10pACA3140/3140A的性能特點(diǎn)：可用作電壓比較器當(dāng)前6頁，總共88頁。CA3140的應(yīng)用用CA3140組成高穩(wěn)定度直流電源圖6.4用CA3140組成高穩(wěn)定度直流電源CA3086二極管、三極管陣列，CA3086為電路提供電壓基準(zhǔn)2N6385電壓采樣D2201電流采樣，管壓降隨電流值變化，經(jīng)放大驅(qū)動STROBE選通端，控制驅(qū)動輸出關(guān)斷當(dāng)前7頁，總共88頁。1.3低噪聲低漂移運(yùn)放特點(diǎn)：高精度、低噪聲、低漂移。多用做儀用放大器。噪聲對12b以上分辨率的A/D轉(zhuǎn)換電路的影響是致命的。對直流放大電路而言，溫度漂移必須限制在很小的范圍之內(nèi)。

典型器件：OP07/27/37、0P184單/284雙/484四路當(dāng)前8頁，總共88頁。（1）電源電壓：±3V~±18V（2）輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)僅為0.7uV/0.2uV（3）適于靜態(tài)工作。在0.1~10HZ時(shí)，等效輸入噪聲電壓僅為0.38uV/0.3uV （4）單增益帶寬0.6MHZ/3MHZ（5）單電源供電時(shí)，滿擺輸出，最低工作電壓可低至1.5VOP07/OP184/284/484的性能特點(diǎn)：當(dāng)前9頁，總共88頁。用OP284組成的3V供電低噪聲儀用放大器（1）高輸入阻抗（2）低噪聲圖6.5用OP284組成的3V供電低噪聲儀用放大器C1、C2抑制噪聲低噪聲RP1、RP2輸入保護(hù)當(dāng)前10頁，總共88頁。1.4寬頻帶運(yùn)放典型器件：CA3140、OP27/37（8MHZ)頻率一般在幾MHz以上特點(diǎn)：對噪聲、溫度穩(wěn)定性等指標(biāo)要求不高。應(yīng)用場合：信號源的工作頻率較高當(dāng)前11頁，總共88頁。1.5滿擺輸入、輸出運(yùn)放典型器件：OP184/284/484、0P777單/727雙/747四路（1）在0.1~10HZ時(shí)，等效輸入噪聲電壓僅為0.4uV

（2）輸出擺幅可達(dá)電源-1mV~+1mV（3）單電源供電時(shí)，滿擺輸出，最低工作電壓可低至2.7V特點(diǎn)：輸入、輸出信號的幅度可以接近甚至達(dá)到電源電壓，節(jié)能，可工作于低電壓。0P777單/727雙/747四路的特性當(dāng)前12頁，總共88頁。僅用單5V供電的滿擺輸出D/A轉(zhuǎn)換器的例子圖6.6僅用單5V供電的滿擺輸出D/A轉(zhuǎn)換器當(dāng)前13頁，總共88頁。用OP747組成的單電源低功耗儀用放大器圖6.7單電源供電的微功耗儀用放大器單極性工作，輸出電壓V0=100(V1-V2)當(dāng)前14頁，總共88頁。6.2應(yīng)變測量電路原理問題提出對于應(yīng)變測量，采用電阻應(yīng)變片的電阻變化這一特性，但電阻變化不完全由應(yīng)變變化引起。將電阻阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號后，由于基數(shù)很大已不能作大倍數(shù)的放大。所以影響精度。最理想的測試電路是惠斯頓電橋。它可將微小的電阻變化值轉(zhuǎn)化為電阻的絕對電阻變化值。僅討論直流供電電橋當(dāng)前15頁，總共88頁。1、測量電橋UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC（1）當(dāng)R1R4=R2R3時(shí)，電橋平衡U0=0V常使用等臂電橋R1=R2=R3=R4（2）電阻不完全相等時(shí)，要進(jìn)行平衡調(diào)整。但橋臂電阻的偏差值不能太大，否則會影響測量精度圖6.8測量電橋的平衡調(diào)整電路橋臂由應(yīng)變片或標(biāo)準(zhǔn)電阻組成平衡當(dāng)前16頁，總共88頁。增量與基值相比甚小，忽略高階分量，且設(shè)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為K，εi為應(yīng)變量若R1=R2=R3=R43.等臂電橋的電壓輸出UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC當(dāng)前17頁，總共88頁。2、全橋、半橋與半橋單片測量的溫度補(bǔ)償U(kuò)OR1R2R3R4ABCDUACUOR1R2RRABCDUACUOR1RtRRABCDUAC全橋測量半橋測量半橋單片測量R1處可以接多個(gè)，以測量多個(gè)點(diǎn)測量點(diǎn)，Rt為公共補(bǔ)償片圖6.94個(gè)電阻均為電阻應(yīng)變片圖6.10R為標(biāo)準(zhǔn)電阻圖6.11測量電橋的公共補(bǔ)償補(bǔ)償片，僅受溫度影響當(dāng)前18頁，總共88頁。6.3靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靜態(tài)應(yīng)變儀——用于測量變化緩慢的應(yīng)變信號動態(tài)應(yīng)變儀——用于測量快速變化的應(yīng)變信號動靜態(tài)應(yīng)變儀——兼故上述兩種測量當(dāng)前19頁，總共88頁。1交流供橋、雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀圖6.12雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀供橋電壓Uab不適用于數(shù)字化測試當(dāng)前20頁，總共88頁。2、數(shù)字式電阻應(yīng)變儀應(yīng)變電橋預(yù)調(diào)平衡電路校準(zhǔn)電路直流供橋電路直流放大器直流電源顯示電路（靜態(tài)）信號調(diào)理電路微處理器等輸出驅(qū)動電路（動態(tài)）直流電壓：一般2～3V小阻值應(yīng)變片（100歐以下），不應(yīng)使用橋壓過高大阻值應(yīng)變片，可提供較高橋壓圖6.13數(shù)字式應(yīng)變儀電路功能框圖當(dāng)前21頁，總共88頁。3、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的應(yīng)變片公共補(bǔ)償技術(shù)直流電源供橋電路直流放大器通道切換電路預(yù)平衡電路示值電路降低成本圖6.14靜態(tài)應(yīng)變儀框圖使用多路切換技術(shù)，服務(wù)于多個(gè)通道當(dāng)前22頁，總共88頁。4、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀重要電路（1）通道切換電路（2）預(yù)平衡調(diào)整電路當(dāng)前23頁，總共88頁。ACUOR1R2RRBDUACR1‘R2’BR1’‘R2’‘B（1）通道切換部分半橋切換①必須選用優(yōu)質(zhì)觸點(diǎn)的繼電器②觸點(diǎn)電阻不會影響測量精度,但觸點(diǎn)電阻的變化會影響圖6.15半橋時(shí)的通道切換當(dāng)前24頁，總共88頁。R1R2R3R4ABCDR1’R2’R3’R4’ABCDR1’’R2’’R3’’R4’’ABCDUOUAC全橋切換觸點(diǎn)電阻的變化對測量精度影響不大圖6.16全橋時(shí)的通道切換當(dāng)前25頁，總共88頁。（2）預(yù)調(diào)平衡電路：UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC橋臂上并聯(lián)電位器1）橋臂并聯(lián)電阻2）放大器參考端調(diào)零3）放大器失調(diào)端調(diào)零4）電流注入法5）D/A補(bǔ)償6）軟件調(diào)零(20b以上A/D)當(dāng)前26頁，總共88頁。R1R2R3R4ABCDUACD/A轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器儀器放大器加法放大器D/A轉(zhuǎn)換器補(bǔ)償預(yù)調(diào)平衡電路：圖6.17數(shù)字式應(yīng)變儀平衡調(diào)整方法之一當(dāng)前27頁，總共88頁。6.4動態(tài)應(yīng)變儀圖6.18交流放大動態(tài)應(yīng)變儀（1路）1.交流供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀特點(diǎn)：交流供橋?qū)€間電容敏感，抗擾能力較差，信號噪聲較大，供橋的交流振蕩頻率不高，被測信號變化速率不能太大，已很少用。當(dāng)前28頁，總共88頁。2.直流供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀圖6.19直流放大動態(tài)應(yīng)變儀（1路）直流電源直流供橋電路直流放大器示值儀器：示波器記錄儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)特點(diǎn)：零漂移低，動態(tài)性能優(yōu)越。典型產(chǎn)品：AD620\AD524\AD624。當(dāng)前29頁，總共88頁。6.5應(yīng)變儀基本電路（1）供橋電路（2）放大電路（3）調(diào)零電路（預(yù)調(diào)整電路）基本電路主要包括當(dāng)前30頁，總共88頁。1、直流供橋電路分為恒壓供橋和恒流供橋，常用恒壓供橋電路（1）集成穩(wěn)壓塊電壓調(diào)整率優(yōu)于1%，噪聲不高，適用于精度要求不高的系統(tǒng)。典型產(chǎn)品如MC7805T,LM317K（2）穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)和運(yùn)放組成對稱供橋單端供橋適用于精度要求較高的系統(tǒng).典型產(chǎn)品LM336當(dāng)前31頁，總共88頁。78058~15V+5V0.1uF0.1uF220uF220uF（1）（使用穩(wěn)壓塊）

適用于對精度要求不高的場合圖6.20簡單直流供橋電路輸入電壓8～15V，輸出電壓5V，為防止輸出短路時(shí)燒壞集成塊，IC須配有適當(dāng)?shù)纳峥旌唵沃绷鞴螂娐樊?dāng)前32頁，總共88頁。47uFLM31712V+EX（1。3～5v)47uF10uF20K5.1K（1）使用穩(wěn)壓塊

適用于對精度要求不高的場合供橋電壓值應(yīng)根據(jù)應(yīng)變片阻值調(diào)整120Ω（2.4～3V)300Ω以上（10～12V)供橋電壓可調(diào)的電路圖6.21供橋電壓可調(diào)的簡單直流供橋電路輸出電壓可調(diào)范圍1.3V～5V,為防止輸出短路時(shí)燒壞集成塊，IC須配有適當(dāng)?shù)纳峥飚?dāng)前33頁，總共88頁。（2）使用穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)精密對稱供橋電路，使共模信號盡可能小精密供橋電路VR1:調(diào)整供橋電壓值；VR2:調(diào)整對稱性；T1,T2驅(qū)動管；T3,T4g過流保護(hù)管圖6.22精密對稱供橋電路當(dāng)前34頁，總共88頁。電路工作電壓：±8V～±15V應(yīng)用：用于傳感器供橋時(shí)，使用較高的供橋電壓值；用于應(yīng)變測試時(shí)，使用相對價(jià)低的供橋電壓值缺點(diǎn)：噪聲信號偏大，不適合單電源供電當(dāng)前35頁，總共88頁。10uF單電源供電的低噪聲直流供橋電路放大器的共模抑制比很高時(shí)，可使用單電源供橋550Ω1KΩ1KΩ10Ω1000p1000pLM336.25OP184+5VVT18050VT28050+EXVREF圖6.23單電源供電的低噪聲直流供橋電路當(dāng)前36頁，總共88頁。2、程控恒壓源提供程控參考電壓的常用方法（1）用D/A轉(zhuǎn)換器控制（2）用程控電位器控制目的：方便供橋電壓的調(diào)整控制當(dāng)前37頁，總共88頁。

放大器要選用低噪聲、低溫漂的

D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓要低噪聲、高穩(wěn)定性（1）用D/A轉(zhuǎn)換器控制1KΩ1KΩ10Ω1000p1000p10upOP184+5VVT18050VT28050+EXAD557VOUTVOUTAVOUTBGNDGNDVREF圖6.24用D/A轉(zhuǎn)換器組成程控恒壓源當(dāng)前38頁，總共88頁。10uF+EX①適宜于簡單接口：用加減脈沖控制抽頭位置，有X9313、AD5220，用于連接不帶微處理器的儀器。②適宜于計(jì)算機(jī)接口：用SPI等接口與計(jì)算機(jī)相連?？捎梦⑻幚砥骺刂频挠蠥D520X、AD523X(SPI)等（2）用數(shù)字電位器控制LM336.25550Ω1KΩ1KΩ10Ω1000p1000pOP184+5VVT18050VT28050VREFAD5232圖6.25用數(shù)字電位器組成程控恒壓源按使用操作性分?jǐn)?shù)字電位器可以實(shí)現(xiàn)低噪聲、低漂移當(dāng)前39頁，總共88頁。3、應(yīng)變儀直流放大電路根據(jù)不同要求，選用不同精度的放大電路常用方法有（1）三運(yùn)放構(gòu)成的放大器（2）專用儀用放大器（3）3V供電的低噪聲儀用放大器當(dāng)前40頁，總共88頁。適用于工作頻率不高，溫漂小，精度要求優(yōu)于0.1％的場合（1）三運(yùn)放構(gòu)成的放大器R4R5R6R7R2R3R1圖6.27三運(yùn)放構(gòu)成的放大器特點(diǎn)：輸入阻抗很高，共模抑制比高，增益與應(yīng)變片阻值無關(guān)應(yīng)用時(shí)注意電阻配對：R2與R3，R4與R5，R6與R7當(dāng)前41頁，總共88頁。（2）專用儀用放大器（1）增益1、100、200、500，無需外接電阻（2）電壓范圍±6V~±18V（3）噪聲低，增益穩(wěn)定性好，增益帶寬25MHZ圖6.28用AD624組成放大電路特點(diǎn)：增益通過短路塊JP1選擇當(dāng)前42頁，總共88頁。適合：傳感器單極性工作，放大后信號幅值不大于2V;雙極性工作，虛地點(diǎn)壓應(yīng)在2.5V；單電源供電時(shí)，輸出電壓幅值不大于1.5V圖6.30用AD624組成放大電路（3）3V供電的低噪聲儀用放大器（1）增益100；（2）參考電壓端應(yīng)在2.5V左右；（3）噪聲低，增益穩(wěn)定性好特點(diǎn)：當(dāng)前43頁，總共88頁。4、應(yīng)變儀的預(yù)調(diào)平衡電路1）電位器調(diào)零2）電流注入法3）參考端調(diào)零4）失調(diào)調(diào)整端調(diào)零無應(yīng)變時(shí)，檢測到的輸出信號為0當(dāng)前44頁，總共88頁。UOR1R2R3R4R5R6ABCDUAC（1）電位器調(diào)零

簡單方便，但調(diào)整范圍較大時(shí)，會使得橋路輸出靈敏度降低，用于精度要求不高的場合當(dāng)前45頁，總共88頁。（2）電流注入法

可改為OP284/OP727等24K24K100K100K50KLM324:ALM324:B100K+EX-EX+--++IN-INR1R11R2V+V-V01V02圖6.31電流注入法預(yù)調(diào)平衡電路當(dāng)前46頁，總共88頁。（2）電流注入法

當(dāng)VIN+-VIN-不等于0時(shí)，可調(diào)V+,從而使得放大器輸出VO=V01-V02=0當(dāng)前47頁，總共88頁。D/A轉(zhuǎn)換器控制電流注入法接電流注入法參考電壓端V0:0~1.5VAOUT:-0.5V~+0.5V512產(chǎn)生三路模擬信號圖6.33用D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電流注入法預(yù)調(diào)平衡電路當(dāng)前48頁，總共88頁。（3）參考端調(diào)零50K499+5VAD620OP777+--+5EXECVREFVOUT電壓跟隨器的作用：（1）用于平衡調(diào)整（2）設(shè)置參考端電位在VCC/2附近圖6.32儀用放大器的參考端調(diào)零電路當(dāng)前49頁，總共88頁。（4）失調(diào)調(diào)整端調(diào)零

當(dāng)前50頁，總共88頁。（1）電位器調(diào)零——使橋路輸出電壓為0（2）電流注入法——用于三運(yùn)放構(gòu)成的放大器（3）參考端調(diào)零——用于單電源供電的儀用放大器（4）失調(diào)調(diào)整端調(diào)零——用于雙電源供電的儀用放大器（5）D/A補(bǔ)償法——在最后一級放大器輸入端加一可調(diào)電壓（6）軟件記憶法——用于20b以上A/D.軟件調(diào)零預(yù)平衡電路小結(jié)以上4種使放大器輸出為0當(dāng)前51頁，總共88頁。6.6雙恒流源供橋技術(shù)電橋測量應(yīng)變電路，常采用雙恒壓供橋方式UOR1R2R3R4ABCDUAC

當(dāng)橋臂阻值變化較大時(shí)，高階分量不能忽略，所以會引起輸出信號的非線性

解決辦法是使用恒流源供橋方式問題：對前面介紹的恒壓供橋測試電路，當(dāng)橋臂電阻阻值變化較大時(shí)，恒壓供橋會引起輸出信號的非線性當(dāng)前52頁，總共88頁。1、恒流源供橋的基本電路（1）雙恒流源（2）改進(jìn)的雙恒流源當(dāng)前53頁，總共88頁。（1）雙恒流源電路ab恒流源2R2VCCR1恒流源1要求:兩個(gè)恒流源必須對稱

恒流源穩(wěn)定性要高,低溫漂、低噪聲A）單片測試,R1測試片，R2補(bǔ)償片B）雙片測試,R1、R2均為測試片當(dāng)I1=I2時(shí)當(dāng)R1=R2時(shí)圖6.38雙恒流源電路a,b輸出經(jīng)小信號放大輸入到A/D,即可得到經(jīng)溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變值當(dāng)前54頁，總共88頁。（2）改進(jìn)的雙恒流源恒流源2R2R4VCCR1R3恒流源1abcd送A/D1送A/D2要求A）對UCD、UAB同步轉(zhuǎn)換利用UCD對UAB進(jìn)行修正B）R3、R4為基準(zhǔn)電阻，高精度，高穩(wěn)定性修正后，可減小恒流源不對稱帶來的影響圖6.39改進(jìn)的雙恒流源電路a,b和c,d輸出經(jīng)小信號放大分別輸入到兩個(gè)A/D。c,d轉(zhuǎn)換結(jié)果修正a,d端結(jié)果。當(dāng)前55頁，總共88頁。（3）雙恒流源全橋測試電路恒流源2R2R4VCCR1R3恒流源1abcd送A/D1送A/D2全橋時(shí)R1、R2分別由2個(gè)應(yīng)變片串聯(lián)而成驅(qū)動電流相同時(shí)，電橋輸出正比于橋臂電阻的阻值當(dāng)前56頁，總共88頁。2、不同阻值應(yīng)變片的供橋電流自動調(diào)整（2）驅(qū)動電流：應(yīng)根據(jù)應(yīng)變片阻值進(jìn)行調(diào)整

恒流源電流可用D/A轉(zhuǎn)換器或數(shù)字電位器自動調(diào)整小阻值應(yīng)變片，應(yīng)采用大電流120Ω（10mA)大阻值應(yīng)變片，應(yīng)采用小電流（1）驅(qū)動電壓：最好低于電源電壓3V以上

當(dāng)前57頁，總共88頁。LM336.25550ΩOP747+5VVREFAD5232＋－-+R42kR52kR250kR350kR65Ω10p10p-+R92kR102kR750kR850kR11510p10pRL1RL220mA以下的程控恒流源圖6.4020mA以下的程控恒流源輸出驅(qū)動能力為30mA，若增大驅(qū)動能力，可使用三極管擴(kuò)流負(fù)載電阻RL1上電流的計(jì)算當(dāng)前58頁，總共88頁。負(fù)載電阻RL1上電流的計(jì)算取R6=5Ω,則VREF＝2.5時(shí)，IL＝20mA，可用于120Ω應(yīng)變片通過改變VREF，調(diào)整恒流源驅(qū)動電流大小END當(dāng)前59頁，總共88頁。6.7其他典型測量電路位移傳感器LVDT電路熱敏電阻測溫電路熱電偶測溫電路常見傳感器電路當(dāng)前60頁，總共88頁。1、位移傳感器LVDT電路（1）LVDT線性差動變壓器用途：主要測試位移。原理：原邊以交流信號激勵(lì)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后副邊輸出直流信號。輸出電壓與鐵心位置成線性關(guān)系（理想）,輸出電壓可直接輸入到A/D轉(zhuǎn)換或直流電壓/電流表AD698是598的改進(jìn)型,不僅可以測LDVT,可用于其他交流供橋的傳感器（2）驅(qū)動電路文氏振蕩器（傳統(tǒng)方法）AD598/698（集成了LVDT驅(qū)動/檢測電路）當(dāng)前61頁，總共88頁。圖6.43AD598功能框圖AD598功能原理圖當(dāng)前62頁，總共88頁。圖6.44AD598的接線圖使用A/D598的位移傳感器LVDT電路實(shí)際接線圖當(dāng)前63頁，總共88頁。圖6.45AD698的接線圖AD698是598的改進(jìn)型，幾乎用于所有型號的LVDT,及其他交流供橋的傳感器當(dāng)前64頁，總共88頁。圖6.46AD698用于電阻電橋、電感電橋或電容電橋接線圖當(dāng)前65頁，總共88頁。直流型LVDT傳感器使用方便：只需給傳感器提供8V～12V的直流電源，傳感器就會隨其鐵芯位置輸出成線性比例關(guān)系的直流信號。使用注意事項(xiàng)：避免使用導(dǎo)磁材料制作LVDT的固定支架；避免LVDT傳感器靠近導(dǎo)磁材料否則，傳感器的線性度將受很大影響。

當(dāng)前66頁，總共88頁。2、熱敏電阻測溫電路常用元件_____鉑電阻（準(zhǔn)確度很高）

（－200℃～650℃常作校準(zhǔn)元件）溫度低于0℃,可用下式提高描述精度參數(shù)由熱電阻型號決定Pt100是指0℃時(shí)的阻值為100Ω，稱為標(biāo)稱值電阻溫度特性t℃溫度時(shí)的阻值0℃時(shí)的阻值a,b由熱電阻型號決定當(dāng)前67頁，總共88頁。測量方法

2、熱電阻測溫電路恒壓供電測量法——用于0～100℃測量阻值變化較大時(shí)會引起非線性問題恒流供電測量法該方法簡單，但需使用分辨率較高的A/D轉(zhuǎn)換器當(dāng)前68頁，總共88頁。二線制三線制（1）傳感器引線不長時(shí)，可使用二線制，導(dǎo)線電阻可能引起電橋不平衡（2）引線較長時(shí)，應(yīng)使用三線制，以便保證電橋平衡1）恒壓供電測量法圖6.47鉑電阻的恒壓橋二線制測試電路圖6.48鉑電阻的恒壓橋三線制測試電路導(dǎo)線電阻Rt當(dāng)前69頁，總共88頁。（1）單恒流源適用于16b以上的Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器（2）雙恒流源可用12b以上的A/D轉(zhuǎn)換器2）恒流供電測量法Ut↓Rt↓RL↓RtI1I2+-注意：電流源電流不能太大，以減小熱電阻自身的溫升Pt100(1mA).Pt1000(0.5mA)圖6.49單恒流源直接測量電路圖6.50雙恒流源溫度測量電路用于高精度測量當(dāng)前70頁，總共88頁。1）公式法僅可用于溫度大于0℃的修正計(jì)算實(shí)測電路可測得電阻變化率3、鉑電阻測溫的軟件非線性修正公式法迭代法查表插值法公式法適用于能進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，且支持開放運(yùn)算的場合當(dāng)前71頁，總共88頁。2）迭代法溫度大于0℃時(shí)溫度小于0℃時(shí)第一次，按t=0℃計(jì)算，經(jīng)過4～5次迭代，650℃以下的計(jì)算精度可達(dá)到0.01℃；經(jīng)過6次迭代650℃以下的計(jì)算精度可達(dá)到0.001℃第一次，按t=0℃計(jì)算，經(jīng)過3～4次迭代，－200℃以上的計(jì)算精度可達(dá)到0.001℃迭代法適用于能進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算的場合當(dāng)前72頁，總共88頁。3）查表插值法使用二分法查表：（1）從分度表中取兩點(diǎn)R1,R2，取其中點(diǎn)電阻值Rm比較，如果Rt>Rm，則R1取Rm如果Rt<Rm，則R2取Rm

重復(fù)下去，直到R1,R2為相鄰兩項(xiàng)（2）利用下面線性插值計(jì)算公式求溫度值查表插值法適用于普通定點(diǎn)運(yùn)算的場合表6.2為Pt100的分度表，使用表6.2進(jìn)行溫度計(jì)算分度表間隔為1℃時(shí)當(dāng)前73頁，總共88頁。4、熱電偶測溫電路常用熱電偶有多種，都有一定非線性。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶分度表（1）應(yīng)采用輸入阻抗較高的放大器對熱電偶輸出信號放大，常用儀用放大器或場效應(yīng)放大器（2）一般采用軟件非線性修正兩種不同成分的勻質(zhì)導(dǎo)體形成回路時(shí)，若兩個(gè)接觸端存在溫差，則兩個(gè)接觸端之間會產(chǎn)生熱電勢不同材料組合的熱電勢和測溫范圍不同，都存在一定的非線性，故使用分度表確定溫度值測量端——直接測溫端參比端——接線端子熱電偶中間溫度定律通常用上式進(jìn)行溫度補(bǔ)償當(dāng)前74頁，總共88頁。1）使用場效應(yīng)放大器的測溫電路VOUTR21KR31KTL08XR110MVCCC110uF-+R4（1）R1用于斷線檢測，C1降低線路噪聲（可取小值或省略）（2）R4應(yīng)根據(jù)熱電偶的靈敏度、工作溫度范圍和滿量程輸出電壓確定如滿量程輸出電壓5V,測溫范圍1000℃，K型熱電偶，熱電動勢為41.269mV圖6.51熱電偶基本放大電路當(dāng)前75頁，總共88頁。2）使用儀用放大器的測溫電路雙電源供電±3V使用儀表放大器性能更穩(wěn)定圖6.52使用儀用放大器的熱電偶測溫放大電路增益電阻當(dāng)前76頁，總共88頁。單電源供電5V圖6.53使用單電源供電時(shí)的熱電偶測溫放大電路增益電阻當(dāng)前77頁，總共88頁