基于三線制的高精度熱電阻測(cè)量電路設(shè)計(jì)
2.4 測(cè)量電路試驗(yàn)分析
對(duì)比三線制平衡電橋法,該電路檢測(cè)結(jié)果得到了大大提高,表1是2種不同方法的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻值的對(duì)比。其中r為線路電阻。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/162332.htm
從表1中可以看出,由于三線制平衡電橋法理論測(cè)量結(jié)果即存在較大誤差,且隨線路電阻r的增加,引起的誤差越大,隨待測(cè)熱電阻阻值增大,絕對(duì)誤差也呈增大的均勢(shì)。表1中,最大相對(duì)誤差為被測(cè)電阻Rt=300 Ω,線路電阻r=20 Ω時(shí),達(dá)到了2.57%。本文采用改進(jìn)后的三線制法的實(shí)測(cè)結(jié)果在所測(cè)數(shù)據(jù)范圍內(nèi)最大絕對(duì)誤差只有0.3 Ω,最大相對(duì)誤差為±0.1%。電路使用的A/D轉(zhuǎn)換器僅相當(dāng)于14位的A/D轉(zhuǎn)換精度,若使用更高精度的A/D轉(zhuǎn)換器,可達(dá)到更高的測(cè)量精度。在實(shí)際的熱電阻傳感器測(cè)溫儀表中,還需加入由被測(cè)電阻轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)溫度的相關(guān)程序。即在測(cè)量得到Rt后,由式(1)計(jì)算即可精確求解出實(shí)際的溫度值。
3 結(jié)論
三線制平衡電橋法在熱電阻測(cè)量中應(yīng)用廣泛,但存在無(wú)法消除傳感器引線電阻引起測(cè)量誤差的問(wèn)題。本文分析了測(cè)量熱電阻平衡電橋法中存在的問(wèn)題,提出了恒壓分壓式三線制測(cè)量方法,分析了測(cè)量電路產(chǎn)生誤差的原因及影響因素,推導(dǎo)并建立了待測(cè)電阻的影響參數(shù)及公式,設(shè)計(jì)了完整的測(cè)量電路,包括信號(hào)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器以及與單片機(jī)的接口電路。最終對(duì)所設(shè)計(jì)電路的測(cè)試精度進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定,試驗(yàn)表
明,三線制平衡電橋法測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值在100~300Ω,線路電阻在0~20Ω時(shí)最大測(cè)量誤差達(dá)到2.57%,而平衡三線制測(cè)量誤差只有±0.1%。從而獲得了高精度的三線制熱電阻測(cè)量電路。
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評(píng)論