[其他]數(shù)字溫度溫差儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87102499
• 申請日: 1987-03-28
• 公開（公告）號: CN87102499A
• 公開（公告）日: 1988-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 許勝和
• 申請（專利權）人: 國營南京堯辰機械廠;許勝和
• 主分類號: G01K7/20
• 分類號: G01K7/20;G01K7/10;G01K3/08
• 代理公司: 江蘇省專利服務中心
• 代理人: 徐冬濤,夏平

本發(fā)明屬于電子數(shù)字溫度測量儀器。

國內(nèi)目前采用電子技術進行溫度測量的一般精度為0.1℃（除造價昂貴的精密級鉑電阻溫度計之外），如上海嘉定科教儀器廠生產(chǎn)的電阻溫度計。國外雖有0.01℃分辨率的普通鉑電阻溫度計，但線性誤差一般不優(yōu)于0.015℃，如英國Solomat公司生產(chǎn)的LIS-135型鉑電阻溫度計。

在精密溫差測量中，目前國內(nèi)外普遍采用的是貝克曼溫度計，它的制造溫區(qū)通常是-20～+150℃，但由于存在著量程范圍小（只有5℃），操作復雜（需用手拍打調(diào)節(jié)水銀量），觀察不便（要配放大鏡進行觀察讀數(shù)），易損、污染環(huán)境等缺點，所以從60年代起國內(nèi)的一些大專院校就開始了新一代溫差測量儀器的研制工作，如南京大學儀器廠生產(chǎn)的非平衡電橋溫差儀和南京堯辰機械廠生產(chǎn)的BRT貝氏電子溫度計等，但其共同存在的缺點是溫區(qū)小（-10～+50℃），量程窄（2～4℃），校準困難（每次測量前都要進行校準），操作和讀數(shù)沒有明顯改觀等，據(jù)吉林化工學院反應，近年來國外有在貝克曼溫度計上另設附加裝置以實現(xiàn)數(shù)字讀數(shù)，但還不能革除貝克曼溫度計。

本發(fā)明的目的是提供一種精密數(shù)字溫度溫差測量和自動記錄儀，同時也為具有二三次分量的非線性傳感器提供一種線性補償電路。

本發(fā)明的目的是通過設計一個非線性傳感器微變量測量補償線路來實現(xiàn)的。該線路采用了全封裝技術，它由兩個運算放大器和阻抗元件組成對稱的雙恒流源;這兩個恒流分別通過傳感器和固定電阻產(chǎn)生微電壓測量信號和固定電壓，然后將它們送到高阻抗差動放大器組件進行差分放大，輸出足夠的測量信號送下一級電路。在該高阻抗差動放大器組件的輸出端和與傳感器連接的恒流源運放的反向輸入端之間短接了一個電阻，它就是線性補償電阻。它能使非線性阻抗元件的線性度大大提高。

下面結合附圖進一步描述：

圖1是非線性傳感器微變量測量補償線路;

圖2是整機線路。

參照圖1，由兩個運算放大器3、4組成對稱的雙恒流源，其中一個恒流源的恒流I₁，通過傳感器5，產(chǎn)生微電壓測量信號U_sr1，另一個恒流源的恒流I₂通過連接在該運算放大器4的輸入和輸出端之間的固定電阻6產(chǎn)生固定電壓U_sr2;再用一個高精度、高阻抗差動放大器組件8完成微信號（U_sr1-U_sr2）的放大，輸出足夠的測量信號U_sc。在高阻抗差動放大器組件8的輸出端和恒流源運放3的反向輸入端之間短接了一只線性補償電阻7。

當從零調(diào)電位器2輸入一個精密基準源U_R+時，通過電阻1和運放3、4的作用產(chǎn)生恒流I₁和I₂。如若傳感器5為一鉑電阻溫度傳感器，它在攝氏溫度零度時的阻值為R₀，我們只要使電阻6的阻值等于R₀，并調(diào)整電位器2使恒流I₁＝I₂，則在運放3、4輸出端的U_sr1和U_sr2就相等，通過運放組件8就輸出零電位，從而達到攝氏零度時零輸出的目的。運放組件8的特點是輸入阻抗高，失調(diào)和漂移極小，最重要的是噪聲電壓小于0.2μV，而線路設計的最小分辨電壓為1μV，故能滿足測量精度和穩(wěn)定性的要求。在線性補償中，采用了線性補償電阻7的短接法。當不接線性補償電阻7時，u_sc＝K（u_sr1-u_sr2）＝I₁·K（R₅-R₆）

（其中：I₁＝I₂;K是放大倍數(shù);R₆是固定電阻6的阻值;R₅是傳感器5的阻值。）

但傳感器5的阻值是非線性的。以鉑電阻傳感器為例，它的阻溫關系式通常是具有二、三次方分量的，即：

（式中：R₅-鉑電阻阻值

t-實際溫度

A、B、C為鉑電阻分度常數(shù)

R₀-在0℃時鉑電阻阻值）

要想得到較好的線性，就必須消除二、三次方分量的影響。

當采用圖1所示的線性補償電阻7后，可使鉑電阻的線性度大大提高。這是因為，當短接上線性補償電阻7時，