电阻变化型温度传感器的输入转换电路

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1、电阻变化型温度传感器的输入转换电路时间：2009-01-0312:15:10来源：作者：电磁阀专家编号:840更新日期20110407071303此种形式之传感器会因物理量的变化，而造成电阻的变化，如白金感温电阻，一般其阻抗变化可表示为如下线性式：R(T)=R(0)+aT其基本的转换电路有分压法、电阻电桥法、定电流负载接地法、定电流负载浮接法、有源电桥法等五种。1.分压法：在上图(a)与(b)中R(T)为传感器因物理量变化产生的电阻变化量；R为分压电阻；Vref为稳定的电压源；VA(T)与VB(T)则为由R(T)所转换而来的电压值。故可知对图(a)而

2、言，当R>>R(T)时，则此时VA(T)之大小正比于R(T)之大小变化，可近似为一线性关系式，但由于R>>R(T)，因此VA(T)灵敏度很小。然而若R越小，则虽VA(T)对R(T)之变化灵敏度可变大，但其线性误差也越大，即VA(T)与R(T)之关系式愈呈非线性关系。2.电阻电桥法：第1页共5页在上图中之电阻电桥是惠斯登电阻电桥。由电桥的分压可知若令R1=R2=R且R3=R(0)，则输出电压其中，R(0)为传感器在0℃时之电阻值。由于传感器的电阻变化可以表示为R(T)=R(0)+αT，则输出电压可表示为当R+R(0)>>aT时，则感测电路的输出电压可简

3、化为若进一步假设，则感测电路的输出电压可更简化为第2页共5页因此，为满足上两情况，若R1=R2=R的电阻值要越大，则可使V(T)与温度值T间的线性度越好，但灵敏则将会变小，因而使得输出电压值V(T)易受杂讯的影响。3.定电流负载接地法此法是以一个极稳定的定电流Iref流过传感器电阻R(T)，则R(T)上所产生的压降值V(T)即为物理量的变化值。如下图所示，因此，输出电压值为V(T)=Iref×R(T)=Iref×(R(0)＋αT)在上式中，输出电压V(T)和温度T间为线性关系式。但此法最大的问题在于，要得到稳定的负载接地之定电流源并不容易。4.定电流

4、负载浮接法如下两图所示，其中差异仅在于输入之参考电压。由于运算放大器之输入正负两极间阻抗很大，因此其中，Ｖref须为稳定电压源，而R1则为固定电阻，故Iref即可成为稳定电流源。由虚短路可知v－=v＋=0Volt，所以V(T)＝Iref×R(T)＝Iref×(R(0)＋αT)第3页共5页由于Iref是定电流，因此输出电压V(T)与温度T间为线性关系式，但此种方法会因v＋直接接地，而易受杂讯干扰。5.有源电桥法此法电路如下图。与定电流负载浮接法相比较，其差异在于v＋并不是直接接地，因此可避免杂讯干扰。由虚短路可知所以由于运算放大器之正负两极间阻抗很大，

5、故第4页共5页因此，可得若R2=KP1则由于Vref是定电压，因此输出电压V(T)与温度T间为线性关系式。第5页共5页