基于混沌电路的高精度温度测量方法

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1、62传感器技术(JournalofTransducerTechnology)2005年第24卷第6期、计算与测试、，f、f、，f、?基于混沌电路的高精度温度测量方法余生能，肖循，熊晓东(1．长江大学电信学院。湖北荆州434000；2．华中科技大学物理系，湖北武汉430070)摘要：提出了一种基于混沌电路的温度测量新方法，与已有的测量方案相比，具有更好的线性度和更小的误差，它对测量电路参数要求不高，电路结构简单，电路中没有影响测量稳定性和产生零点漂移的元器件，大幅度地降低了测量过程中的噪声。此外，电路直接输出反映温度变化的二进制代码，便于计算机处

2、理。测温精度优于±0．1oC，分辨力约为0．01℃，实验结果表明了该方法的优越性。关键词：混沌；恒流源；温度测量中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1000—9787(2005)06—0062—03MethodforhighprecisionmeasuringtemperaturebasedonchaoticcircuitsSHESheng—neng，XIAOXun，XIONGXiao．dong(1．InstofElecInfo，YangtzeUniversity，Jingzhou434000，China；2．DeptofPhysic

3、s，HuazhongUniversityofScienceandTechnolgy，Wuhan430070，China)Abstract：Anewmethodoftemperaturemeasurementbasedonchaoticcircuitsispresented．Thenewchaoticmeasurementsystemhasbetterlinearityandlesserrorthanpresenttemperaturemeasurementsystem，itisstillveryavailablewhensomecomponen

4、tsarelowpreciseinmeasurementcircuit，andthecircuitstructureissimple，thenoisearealsoreducedgreatlybecauseofnoanyamplifier．Inaddition，theoutputsignalvaringwithtemperaturehasbeendigitizedforfurtherprocessingbythecomputer．Itserrorislessthan±0．1℃．anditsresolutionis0．01℃．Theexperim

5、entresultsshowthatthenewmethodhasverygoodadvantage．Keywords：chaos；constantcurrentsource：temperaturemeasurement0引言加以说明。电路如图1所示，由于这里的充放电电源是恒温度检测广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领流源，为讨论方便，称此电路为恒流式混沌电路，其工作原域，由于受到测量电路中放大器稳定性及A／D转换器噪声理如下：的影响，进一步提高温度传感器的精度和分辨力比较困难，当K。，K断开时，K闭合，电容器C充电，：U。然如由美国DALL

6、AS半导体公司新研制的DS1624型高分辨后，断开，待周期为r的脉冲序列6中的一个脉冲到达G力智能温度传感器的分辨力为0．03125℃，测温精度仅为(逻辑电路)时，G的输出信号使K闭合，K，保持断开(此±0．2℃，且价格昂贵。本文利用混沌系统的初值敏感1时相当于图2中的X。点)。电容器开始以一÷，n的恒定性，将混沌电路引入温度测量系统，直接把反映温度变二化的电流信号映射成二进制代码，避开了一般测温系统中电流放电。当U=0时，相当于电路中的，4点，比较器开始的放大器和A／D转换器，使测温精度和分辨力大大提高，翻转，U由高电平变为低电平，U的变化促

7、使G变化，使测温精度优于±0．1℃，分辨力约为0．01℃。G控制K闭合，K断开，此时，电容器C由恒定电流，f1充1基于混沌的信号检测原理电，使U按，4一方向上升，当又一个脉冲到来时(相当在混沌系统中，每一个初值唯一对应一条运动轨道于图2中点)，G又开始变化，使K。断开，l(2闭合，又一(符号序列)，初值的微小变化会引起运动轨道的很大变个放电充电过程开始。这样周而复始的放电、充电使U的化，通过检测出运动轨道的较大变化就可测出初值的微小变化如图2所示，只要适当调整，¨(或C，因，0为反映温度变化，混沌测量电路的工作原理可以用恒流式充放电电路变化的量

8、，只能改变C)和r就可以使电路处在混沌状态收稿日期：2004—12—24基金项目：湖北省新世纪高层次人才工程资助项目(~)k．[2003]3l号)第6