基于pt1000的高精度温度测量系统

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1、第18卷第10期电子设计工程2010年10月Vol.18No.10ElectronicDesignEngineeringOct.2010基于PT1000的高精度温度测量系统方益喜，雷开卓，屈健康，刘奎，乔子椋，杨海波（西北工业大学航海学院，陕西西安710072）摘要：温度控制精度对精密工业产品的质量有着决定性的影响，而高精度的温度测量是温度控制的前提。设计并实现了基于三线制恒流源驱动Pt1000的高精度温度测量系统，分析了温度测量系统中恒流源、信号调理、A/D转换等功能电路的工作原理和设计依据，给出了电路结构和电路参数。实验结果表明，该温度测量系统性能稳定可

2、靠，测量误差不大于0.01℃。关键词：温度测量；高精度；Pt1000；恒流驱动中图分类号：TH811文献标识码：A文章编号：1674－6236（2010）10-0079-03High-precisiontemperaturemeasurementsystembasedonPT1000FANGYi-xi，LEIKai-zhuo，QUJian-kang，LIUKui，QIAOZi-liang，YANGHai-bo（CollegeofMarineEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi'an710072，

3、China）Abstract:Theaccuracyoftemperaturecontrolhasadecisiveinfluenceonthequalityofthehigh-precisionindustrialproducts，andthepremiseofthetemperaturecontrolisthehigh-precisiontemperaturemeasurement.Thispaperdesignsandrealizesthehigh-precisiontemperaturemeasurementsystembasedonPT1000wh

4、ichisdrivenbythree-wireconstant-currentsource，itanalyzestheoperationprinciplesanddesignbasisofthefunctionalcircuitsinthistemperaturemeasurementsystem，whichconsistsofconstant-currentsource，signalprocessingandA/Dconversion，italsogivescircuitstructuresandparameters.Experimentalresults

5、showthatthistemperaturemeasurementsystemhasstableperformancesandhighreliabilities，itserrorsisnotgreaterthan0.01℃.Keywords:temperaturemeasurement；high-precision；Pt1000；constant-currentdriving精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度里提出采用三线制恒流源驱动方案克服引线电阻、自热效控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量[1]。采应，利用单片机系统校正控制

6、方案实现元器件漂移和铂电阻用铂电阻测量温度是一种有效的高精度温度测量方法，但具传感器精度校准，最后在上位机中采用MLS数值算法实现噪有以下难点[2]：引线电阻、自热效应、元器件漂移和铂电阻传声抵消，大大提高了温度测量精度和稳定度。感器精度。其中，减小引线电阻的影响是高精度测量的关键1高精度测量方案及原理点。对于自热效应，根据元件发热公式P=I2R，必须使流过元件的电流足够小才能使其发热量小，传感器才能检测出正确铂电阻传感器是利用金属铂（Pt）的电阻值随温度变化而变化的物理特性而制成的温度传感器[6]。以铂电阻作为测温的温度。但是过小的电流又会使信噪比下降，精

7、度更是难以保证。此外，一些元器件和仪器很难满足元器件漂移和铂电元件进行温度测量的关键是要能准确地测量出铂电阻传感阻传感器精度的要求。器的电阻值。按照IEC751国际标准，现在常用的Pt1000（R0=易先军等[3]提出了以铂电阻为测温元件的高精度温度测1000Ω）是以温度系数TCR=0.003851为标准统一设计的铂电阻[7]。其温度电阻特性是：量方案，解决了高精度测量对硬件电路的一些苛刻要求问题，但是精度不佳（±0.4℃）；杨彦伟[4]提出了以MAX1402、当-200℃

8、t500铂电阻设计的精密温度测量系统方案解t0决了基