[發(fā)明專利]一種溫度變送器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410153578.0
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103884443A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 馬永青;趙慶松;巨澤旺
• 申請（專利權）人: 馬永青
• 主分類號: G01K7/21
• 分類號: G01K7/21
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李江

技術領域

本發(fā)明涉及一種溫度變送裝置，具體的說，涉及一種能夠對鉑熱電阻與溫度之間的非線性關系進行修正的溫度變送器，屬于電子技術領域。

背景技術

目前，鉑熱電阻是工業(yè)生產過程中最常用的溫度傳感器。鉑熱電阻具有測量范圍大、精度高、穩(wěn)定性好和耐氧化等特點，因此，在中低溫區(qū)得到了非常廣泛的應用。鉑熱電阻的阻值和溫度之間具有非線性關系，在鉑熱電阻傳感器應用中，經常利用不平衡電橋電路把傳感器的電阻變化轉變?yōu)殡妷海怯捎跇虮垭娮韬碗姌蜉敵鲭妷褐g存在非線性關系，鉑熱電阻的非線性和不平衡電橋固有的非線性給溫度測量帶來很大的非線性誤差。特別是測溫范圍較寬時，其非線性更明顯。

根據國際電工委員會提供的數據，鉑熱電阻的電阻－溫度關系式為：

-200℃-0℃時：R_t=?R₀（1+At+Bt²+Ct³（t-100））

0℃-800℃時：?R_t=?R₀（1+At+Bt²）

其中，A＝3.90802×10^－3；B＝－5.802×10^－7；C＝－4.27350×10^－12。隨著測量范圍的增大，非線性越來越嚴重。當溫度測量范圍為－200℃～850℃時，鉑熱電阻的最大非線性達到4.6%,減小溫度測量范圍，將使非線性減小,但是，當精度要求高或測溫范圍寬時，就必須解決非線性問題。

不平衡電橋的非線性：常用的不平衡電橋測溫電路如下圖所示，圖中R_t為鉑熱電阻。

由上圖可知：?

?U₀=?U₀（R₂／（R₀+R₂）-?R₁／（R_t+R₁））???（3-1）

?????令R₁=?R₂，R_t=?R₀+R_△t，可得

?????U₀=?U*R₁*?R_△t／（（R₀+R₁）（R₀+R₁+R_△t））（3-2）

????當R₀+R₁比R_△t大得多時，即傳感器電阻的相對變化量R_△t／（R₀+R₁）很小時，

式（3-2）可以作線性化處理：

U₀=?U*R₁*?R_△t／（R₀+R₁）²

這時，輸出電壓U₀與傳感器電阻的變化量R_Δt／(R₀＋R₁)近似成線性關系，

此時對測量精度的影響較小。但隨著傳感器電阻的相對變化量R_Δt／(R₀＋R₁)的增大，非線性誤差越來越大，因而極大地影響了電橋的測量準確度。另外，由式(3—2)可知，電橋輸出電壓U₀與電橋供電電源的電壓成正比關系，因此，供電電源電壓的波動也將直接影響測量精度。

鉑熱電阻的非線性和不平衡電橋的非線性都給最后的溫度測量帶來一定的非線性誤差。所以，當精度要求高或測溫范圍寬時，就必須解決線性化問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的問題是針對以上不足，提供一種非線性誤差小、測量精度高的溫度變送器。

為解決以上問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種溫度變送器，其特征在于：所述溫度變送器包括電連接的鉑熱電阻、非線性修正調節(jié)電路、橋路電阻電路、輸出滿度調節(jié)電路和4-20mA變送電路；

非線性修正調節(jié)電路，用于對鉑熱電阻和橋路電阻電路的非線性進行調節(jié)；

橋路電阻電路，根據鉑熱電阻的阻值隨溫度的變化得到電壓差，輸出至4-20mA變送電路；