[發(fā)明專利]一種鉑電阻測(cè)溫電路及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010233333.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN111272303A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃艷巖;林偉敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K7/20
• 分類號(hào): G01K7/20
• 代理公司: 杭州鈐韜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33329
• 代理人: 唐靈;趙杰香

本發(fā)明公開了一種鉑電阻測(cè)溫電路及方法，該電路具有消除寄生熱電勢(shì)的作用，該電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、第一單刀雙擲開關(guān)、第二單刀雙擲開關(guān)、參考電路、待測(cè)電路、微控制器；所述待測(cè)電路包括鉑電阻、第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器，所述第一電壓跟隨器與所述第二電壓跟隨器的一端分別連接在所述鉑電阻的兩端上，所述第一電壓跟隨器與所述第二電壓跟隨器另一端分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的兩輸入端相連接；所述參考電路包括參考電阻，所述參考電阻與所述鉑電阻串聯(lián)，所述參考電阻的兩端分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的兩參考輸入端相連接，通過此測(cè)溫電路及方法，可以有效的消除寄生熱電勢(shì)對(duì)鉑電阻測(cè)溫電路的影響，從而提高測(cè)溫的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溫度測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及到一種鉑電阻測(cè)溫電路及方法。

背景技術(shù)

溫度是國際單位制的基本物理量之一,溫度檢測(cè)在工業(yè)自動(dòng)化和科學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻阻值隨溫度的增加而增加的這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的，熱電阻大多數(shù)都是由純金屬材料制成，目前應(yīng)用廣泛的測(cè)溫元件是鉑；由于鉑的特性穩(wěn)定,不會(huì)因?yàn)楦叩蜏囟鹞锢砘蚧瘜W(xué)的變化,且測(cè)量范圍大,可達(dá)到-250℃至850℃,測(cè)溫精度高、示值復(fù)現(xiàn)性高等特點(diǎn)。鉑電阻和環(huán)境溫度之間的特性曲線是非線性關(guān)系，當(dāng)測(cè)量溫度在-250℃t0℃時(shí),R_t＝R₀[1+At+Bt²+Ct³(t-100)]；當(dāng)測(cè)量溫度在0℃≤t≤850℃時(shí),R_t＝R₀[1+At+Bt²]；式中A＝3.9083×10^-3；B＝-5.775×10^-7；C＝4.183×10^-12；根據(jù)此關(guān)系式可以由鉑電阻的電阻阻值得到該阻值對(duì)應(yīng)的溫度值。因此利用鉑電阻進(jìn)行測(cè)溫的電路在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其是在精密測(cè)溫領(lǐng)域。

在精密測(cè)溫系統(tǒng)中，根據(jù)測(cè)量的環(huán)境不同，往往會(huì)使用不同材質(zhì)的金屬導(dǎo)體來滿足測(cè)量的需求；在鉑電阻測(cè)溫電路中，不同材質(zhì)的金屬連接時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生連接點(diǎn)，由于不同材質(zhì)金屬導(dǎo)體之間相互接觸，不同金屬電子密度不同，自由電子就會(huì)從密度大的金屬導(dǎo)體向密度小的金屬導(dǎo)體移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，不同材質(zhì)的金屬間就會(huì)形成一定的電位差，即接觸電勢(shì)；在實(shí)際測(cè)溫時(shí)，鉑電阻的兩端的連接點(diǎn)，所受的溫場(chǎng)不均勻時(shí)，會(huì)造成鉑電電阻兩端連接點(diǎn)的溫度不同，自由電子密度大的高溫會(huì)向自由電子密度小的低溫端擴(kuò)散，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，高低溫端則形成一定電位差，即溫差電勢(shì)；接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)組成了測(cè)溫電路中的寄生熱電勢(shì)；正是由于寄生熱電勢(shì)的影響，所以在鉑電阻測(cè)溫電路中所測(cè)得鉑電阻的阻值往往和實(shí)際鉑電阻阻值存在一定偏差，從而影響著測(cè)溫電路的準(zhǔn)確性。所以有必要提出一種測(cè)溫電路，用于消除寄生熱電勢(shì)對(duì)測(cè)溫電路的影響，提高鉑電阻測(cè)溫電路的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)鉑電阻測(cè)溫電路中寄生熱電勢(shì)影響測(cè)溫準(zhǔn)確性的問題，本發(fā)明提出了一種鉑電阻測(cè)溫電路及方法，用于消除測(cè)溫電路中寄生熱電勢(shì)，從而提高測(cè)溫的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的一種鉑電阻測(cè)溫電路及方法，該電路具有消除寄生熱電勢(shì)的作用，其特征在于：該電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、第一單刀雙擲開關(guān)、第二單刀雙擲開關(guān)、參考電路、待測(cè)電路；

所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片設(shè)置有高精度恒流源輸出的兩端口、輸入兩端口、參考輸入兩端口，所述高精度恒流源兩端口能夠輸出兩路穩(wěn)定高精度電流；

所述第一單刀雙擲開關(guān)公共端與待測(cè)電路相連，其中一選擇端連接在所述高精度恒流源輸出的一端口、另一選擇端接地；

所述第二單刀雙擲開關(guān)公共端與參考電路相連，其中一選擇端連接在所述高精度恒流源的輸出的另一端口，另一選擇端接地；

所述待測(cè)電路包括鉑電阻、第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器，所述第一電壓跟隨器與所述第二電壓跟隨器的一端分別對(duì)應(yīng)連接在所述鉑電阻兩端，所述第一電壓跟隨器與所述第二電壓跟隨器的另一端分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的兩輸入端對(duì)應(yīng)連接；