基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统设计.pdf

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1、第23卷第3期传感技术学报Vo1．23No．3CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar．201O2010年3月ADesignofHighAccurateTemperatureMeasuringSystemBasedonPlatinumResistanceTransducersZHANGYu，ZHANGShengwei，1．GraduateUniversityofChineseAcademyofScience，Beijing100190，Chn；＼2．Centerfor却aceScienceandAppliedRe

2、searchChineseAeadem)ofSciences，Beijing100190，Abstract：Ahighaccuratetemperaturemeasuringsystembasedonplatinumresistancetransducersisintroduced，andusedinthespace—bornemicrowaveradiometer．Themeasuringaccuracyis±0．1℃．Thesystemadoptsfour—wiretemperaturemeasuringmethodusingconstant—

3、currentsourcetoeliminatethemeasuringerrorcausedbyPtresistancewire．Theanalogamplifyingcircuitanditsmeasurementerrorshavebeenanalyzed．Thesystemhasfeaturesofhighprecision，highreliabilityandgoodapplicability，anditcouldbeappliedtootherindustrysuchasaerospaceindustry．Keywords：temper

4、aturemeasurement；Ptresistancetransducer；four—wire；microwaveradiometer；instrumentationamplifierEEACC：1205：1265；7130基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统设计张瑜，张升伟(1．中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190；2．中国科学院研究生院，北京100190)摘要：介绍了一种基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统，用于星载微波辐射计定标源的精密测温，测温精度为±0．1oC。针对铂电阻引线带来的测量误差这一缺点，设计了四线制恒流源温度

5、测量电路，同时对铂电阻传感器温度检测电路的测量误差进行了分析系统具有精度高、可靠性高，使用方便的特点，当温度范围在一200℃～650％之间，误差小于±0．1℃时，也可用于其它工业测温以及航空航天精密温度检测领域关键词：温度检测；铂电阻传感器；四线制；微波辐射计；仪表放大器中图分类号：TP2l2文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)03—0311—04在微波辐射计对地观测系统中，定标源是辐射1系统构成计在轨定标的重要组成部分，对其温度的精确测量主要通过温度检测系统来完成，需要极高的测量精铂电阻传感器温度检测系统主要由PtlO0铂确度和

6、可靠性¨J。而铂电阻温度传感器因为具有电阻传感器恒流源驱动电路、仪用放大电路以及高稳定性、高精度、响应快、抗震性好等诸多优点，被A／D转换电路组成，系统结构示意图如图1所示。作为工业精密测控系统中广泛使用的一种理想测温由恒流源驱动电路为铂电阻传感器Ptl00供电，将元件。为此，本文设计了一种基于铂电阻传感器的温度引起的Ptl00阻值变化转变为电压变化量输高精度温度检测系统，采用四线制的恒流源铂电阻出J，通过仪用放大电路将检测出的微弱电压变传感器测温电路，克服了传统电路设计中铂电阻引化量进行放大后，送人16位A／D转换电路，在微线导致的测量误差J，同

7、时通过l6位高分辨率A／D控制器单片机89C52的控制下，完成对电压值的转换器进行数据采集。从而保证系统测温范围在采集和读取。一200oC～650℃之间，测量误差小于±0．1℃。收稿日期：2009一lO一13修改日期：2009—11—24312传感技术学报第23卷一图1铂电阻传感器温度检测系统纽成框图2系统硬件设计2．1Ptl00恒流源驱动电路恒流源作为影响温度检测系统准确度的关键部分，应尽量减少使用分立器件_4J，从而减少分布参数的影响，因此，选用精密电压基准和精密滑动变阻器得到1mA的精密电流源。输入Ptl00铂电阻传感器的电流必须高低适中，既

8、不能过小以保证铂电图3仪用放大电路原理图阻传感器的灵敏度j，又不能过大，避免铂电阻传2．3铂电阻传感器四线制接口感器内部受