一种铂电阻测温的硬件非线性补偿方法

摘要

本发明公开了一种铂电阻测温的硬件非线性补偿方法，采用非线性补偿电路从测量电路的输出取出一部分正反馈给测量电路输入端，且反馈电流随温度升高逐渐加大，使得该电路具有很好的跟踪特性，在低温区和高温区都能得到很好的补偿作用，从而校正铂电阻测温存在的非线性误差；测量装置由偏置补偿电路、测量电路、非线性补偿电路、增益电路和基准电压电路构成；本发明方法构成的温度测量装置线路简单、易调整、非线性补偿效果好。

主权项

一种铂电阻测温的硬件非线性补偿方法，其特征在于，采用非线性补偿电路从测量电路的输出取出一部分正反馈给测量电路输入端，且反馈电流随温度升高逐渐加大，从而校正铂电阻测温存在的非线性误差；构成的测量装置由偏置补偿电路、测量电路、非线性补偿电路、增益电路和基准电压电路构成；偏置补偿电路由三个固定电阻R₈＝1K、R₉＝10K、R₁₀＝1K和一个可调电位器WZ＝1K及一个运放U1组成的放大器构成，调整电位器WZ使0℃时增益电路输出为0mV；测量电路由铂电阻PT和一个运放U2组成的放大器构成，基准电压U_REF＝5V和固定电阻R₄＝20K为铂电阻PT提供0.25mA的静态工作电流；非线性补偿电路由三个固定电阻R₅＝10K、R₆＝10K、R₇＝24K和一个可调电位器WNL＝2K及一个运放U3组成的放大器构成，非线性补偿电路从测量电路的输出取出一部分反馈给运放U3输入端，从而校正铂电阻测温存在的非线性误差，可调电位器WNL用于调整非线性补偿量；增益电路由三个固定电阻R₁₁＝9.1K、R₁₂＝10K、R₁₃＝91K和一个可调电位器WG＝5K及一个运放U4组成的放大器构成，可调电位器WNL用于调整增益，经过增益放大，输出U₀为10mV/℃的模拟电压量，乘以100就是被测温度；基准电压电路由三个固定电阻R₁＝4.7K、R₂＝300K、R₃＝3.9K、一个电容C₁＝0.1μF和一个可调电位器WV5＝2K及一个ADI的高性能基准源AD584L构成，电位器WV5用于微调输出的基准电压U_REF；输出U₀＝‑[(R₁₃+WG)/(R₁₁+WZ)]×0.25V×{(‑γ×a×T)+(1‑γ)+(γ×b×T²⁾}，大括号内第一项是需要输出的线性部分；第二项起偏置补偿电路的作用，这一项近似为零；第三项是非线性补偿部分；a和b是温度系数，γ＝[(R₁₁+WZ)/R₁₂]×[1‑PT/(R₇+WNL)]；调整电路中三个电位器WZ、WG和WNL，可以在很宽的温度范围内使后面两项之和基本为零。