一种高精度低自热多通道测温系统设计与实现.pdf

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1、56传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第i期。设计与制造、一种高精度低自热多通道测温系统设计与实现程建华，齐兵，屈传波(哈尔滨工程大学自动化学院。黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对高精度测温系统在实现过程中受测温非线性、自热效应及热电动势等干扰源影响的问题，以阻值比较法测温电路为基础，引人序列激励电压控制抑制测温电路的自热效应及消除热电动势，并采用MSP430FI49设计多通道差分放大电路。给出了系统总体设计方案，测温电路参数

2、设计，序列激励电压控制和数字滤波补偿具体实现。测试结果表明：该系统在-40~200℃范围内，测温精度能达到-+0．008oC，具有测温精度高、可靠性好等优点，可广泛应用于工业生产和军事领域的高精度测温场合。关键词：高精度测温；阻值比较法；自热效应；序列激励电压；多通道中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1000--9787(2o14)01--0056--04DesignandrealizationofamultichanneltJemDeratJUremeasurement·syst·emO

3、InI'Il●g_II-Drecl●sonann1lowself·heatingCHENGJian—hua，QIBing，QUChuan—bo(SchoolofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Aimingatproblemsofnonlinearity，self-heatingeffectandthermalelectromotiveforceinhigh—precisiontemperatureme

4、asurementsystem，thedrivingpowersequencesbasedonthemeasuringcircuitofresistancecomparisonisdesignedtorestrainthese~heatingeffectandeliminatethethermalelectromotiveforce，meanwhiledesignmuhichanneldifferentialamplifyingcircuitwithMSP430F149．Schemeoftotalde

5、signofthetemperaturemeasurementsystem，parametersdesignoftemperaturemeasuringcircuit，realizationofthedrivingpowersequencesanddigitalfilteringandcompensationareven．Theprecisionoftemperaturemeasurementcanreach-4-0．008℃atrangeof-40~200℃，andithascharactersof

6、highprecision，goodreliability，andcanbewidelyusedinhigh-precisiontemperaturemeasurementofindustrialproductionandmilitaryfield．Keywords：high·precisiontemperaturemeasurement；resistancecomparisonmethod；self-heatingefect；drivingpowersequences；multichannel0引言

7、温环境产生负面影响。如，在小体积精密测温应用中，测温提高测温精度、保证测温准确性和增加系统采样通道电路的自热效应将使得流经铂电阻器的工作电流产生较大一直是高精度测温系统的主要研究方向。但在设计和实现的热量积累，进而导致测温环境的温升误差。通过控制过程中，各种外部和内部干扰源会降低测温系统的实际测恒流源的工作时间和利用脉冲电流代替测温电路的恒量精度。如，惠更斯电桥虽能够反映出微弱信号变化，但惠定电流可有效减小自热效应，但如果恒流源和脉冲电流更斯电桥存在较大的非线性误差⋯；阻值比较法的线性度的工作周期选择

8、不适当，将导致采样误差和降低测温频率，较好，但目前的基于阻值比较法的测温系统不能消除测温从而影响测温的准确性。回路中的热电动势对测温精度的影响J，而且多采用分时基于此，本文设计了一种高精度低自热多通道测温系采样的方式，这无法消除因激励电压或者AD参考源的波统。该测温系统利用阻值比较法与差分放大电路提高测温动而引入的误差j。精度；利用序列激励电压控制保证测温准确性，这对于高精在某些特殊应用场合，测温电路设计不合理还将对测度测温系统应用具有重要的实际意义。收