铂电阻测温的非线性补偿算法分析

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1、2009年第28卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)33铂电阻测温的非线性补偿算法分析文小玲，刘翠梅，易先军，余飞，卢圣文(武汉工程大学电气信息学院。湖北武汉430074)摘要：针对铂电阻测温时存在的本质非线性特征，分析了产生非线性误差的主要原因，阐明了反向分度函数法、牛顿迭代法、查表法等几种主要铂电阻非线性补偿算法的原理与特点，并利用基于单片机的温度测控系统的实测数据作为样本，在Maflab仿真环境下，按不同的曲线拟合阶次和方式等条件，对这些算法的补偿误差进行了对比分析。结果表明：采用分段最小二乘曲线拟

2、合法既简单又能有效地减少补偿误差；在相同条件下，牛顿迭代法的补偿精度高于反向分度函数法和查表法。关键词：铂电阻；温度测量；非线性；补偿算法中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：i000-9787(2009)08-0033-04Nonlimnearitycomoensatilonal~Roprilthiamraana’lysSisSOI。platinumresistorfortemperaturemeasurementWENXiao．1ing，LIUCui—mei，YIXian-jun，vvFei，LUSheng。wen(SchoolofElectricala

3、ndInformationEngineering，WuhanInstituteofTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Mainreasonswhynonlinearerrorsexistintheprocessoftemperaturemeasurementswithplatinumresistorsareanalyzedinaccordancewiththeintrinsicnonlinearcharacteristicofplatinumresistors．Theprincipleofseveralnonlinearcom

4、pensationalgorithms，suchasreversesealingfunction，Newtoniterationmethod，look—up—tablemethodareintroduced．Measuringdatabasedonsingle—chiptemperaturemeasurementandcontrolsystemareusedassamples，andthecompensationerrorofthesealgorithmsisanalyzedandcomparedwiththehelpofMATLABundertheconditio

5、nofthediferentetlrvefittingorderandstrategy．Theresultsshowthatsub-least—squaresmethodwhichisusedtofitthecurveofvoltagevaryingwithtemperatureissimpleandcanreducethecompensationerrorvalidly．Meanwhile，thecompensationaccuracyofNewtoniterationmethodissuperiortoreversescalingfunctionandlok—u

6、p-tablemethod．Keywords：platinumresistor；temperaturemeasurement；nonlinear；compensationalgorithm0引言的非线性曲线。按照国际电工委员会的铂热电阻技术标铂电阻具有测量范围宽、稳定性好、示值复现性高和耐准，铂电阻Ptl00在0-600℃范围内符合II5--90的国际分氧化等优点，常被用来作为一l00-630℃范围的国际标准度表函数R(t)可表示为温度计，由于铂电阻的阻值和温度之间存在非线性关系R(f)-R(0)(1+At+Bt)，(1)(尤其在高温段更为明显)，因此，对检测数据进

7、行非线性式中R(t)，R(0)分别为f℃和0~C时的铂电阻阻值，A=校正是高精度测温不可缺少的环节。为提高铂电阻的测温3．90802xl0_。／℃，B=-5．80195×10-。／~C。该分度表精度，国内外许多研究人员提出了多种方法，常见的有硬件函数的特点是温度覆盖范围广，但随着温度的升高，铂电阻校正法、软件校正法。本文在阐明几种主要铂电阻非线的非线性越来越严重。由式(1)可见，在0~600℃测温范围内存在非线性项。，且为负值，因而，电阻的变化率随着性补偿算法原理的基础上，利用Matlab对这些算法的补偿温度的升高而下降。电阻随温度变化的斜率为误差进行了比较分析