[發(fā)明專利]一種多參考阻值比率測溫結(jié)構(gòu)及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011304685.0
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112432714B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁雷;辛世杰;裴浩東;楊溢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: G01K7/21
• 分類號: G01K7/21;G01K7/18
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所 31311
• 代理人: 郭英

本發(fā)明公開了一種多參考阻值比率測溫結(jié)構(gòu)及測量方法，該測溫結(jié)構(gòu)由參考電阻R₁、R₂……R_n和一個鉑電阻R_t串聯(lián)組成，n≥2，串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩端導(dǎo)線為A₁、A₂，A₁、A₂與雙向恒流源I_S相連；鉑電阻的兩端再引出兩根導(dǎo)線，分別為M_Rt、N_Rt；每個參考電阻的兩端再引出兩根導(dǎo)線，相應(yīng)地分別為M_R1、N_R1、M_R2、N_R2……M_Rn、N_Rn；導(dǎo)線M_Rt和導(dǎo)線M_R1、M_R2……M_Rn與電壓采集單元的正輸入端口相連；導(dǎo)線N_Rt和導(dǎo)線N_R1、N_R2……N_Rn與電壓采集單元的負輸入端口相連；該電壓采集單元具有可切換測量對象的能力。該測溫結(jié)構(gòu)適合長距離、長測量時間、環(huán)境溫度變化較大的應(yīng)用場合，優(yōu)點是可以削弱導(dǎo)線電阻及溫差熱電勢對測量結(jié)果的影響，削弱電子器件非線性所導(dǎo)致的測量性能劣化。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及長距離溫度測量技術(shù)、高分辨率溫度測量技術(shù)、高準確度溫度測量技術(shù)等，具體指一種多參考阻值比率測溫結(jié)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于長距離、長測量時間、高分辨率、高準確度、環(huán)境溫度變化較大的溫度測量領(lǐng)域中。

背景技術(shù)：

實現(xiàn)長距離、高分辨率、高準確度的溫度測量對于科學(xué)研究及工業(yè)控制具有重要的現(xiàn)實意義，而由于溫差熱電勢及導(dǎo)線電阻的影響，諸如隧道、礦井、深海及空間站等應(yīng)用場合的溫度測量結(jié)果往往偏差很大，且測溫元件與模擬信號采集電路板的距離越長，偏差會越大。例如在對深100米的礦井測溫時，地面溫度為25℃，礦井內(nèi)部溫度為50℃，采用現(xiàn)有的三線制惠斯通電橋測量會由于溫差熱電勢而帶來約0.125mV的誤差影響，且隨著測量溫度越高，電橋越來越不平衡，電橋兩側(cè)的電流差異越來越大，導(dǎo)線電阻帶來的電壓誤差便不可抵消，越來越大；若采用現(xiàn)有的恒流源激勵的鉑電阻-參考電阻比率測溫方法，雖然導(dǎo)線電阻及溫差熱電勢對測量結(jié)果的影響較小，但其測溫性能在鉑電阻阻值遠離參考電阻阻值時會產(chǎn)生性能的劣化，且對于測溫系統(tǒng)的非線性標定結(jié)果會隨著電子器件老化、環(huán)境溫度變化等因素的影響而變差，無法滿足長測溫時間、環(huán)境溫度變化較大的應(yīng)用。目前，在公開可調(diào)研的文獻中還沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明類似的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明主要目的是解決長距離下的溫度測量準確度不高、長測量時間、電路使用環(huán)境溫度變化較大的問題，利用多參考阻值比率測溫結(jié)構(gòu)來削弱恒流源長期漂移、溫差電勢以及電壓測量中零點誤差、靈敏度誤差等引起的影響，削弱由于電子器件老化、環(huán)境溫度變化所造成的電路非線性特性的改變，從而實現(xiàn)可應(yīng)用于長距離、長測量時間、高分辨率、高準確度、環(huán)境溫度變化較大場景的溫度測量。