文档介绍：1 铂电阻测温电路的线性化设计方法摘要: 介绍一种基于 A/D 转换原理的铂电阻测温的非线性校正方法, 分析了铂电阻线性测温的原理, 并给出了 A/D 转换器 7135 与单片机 89C51 接口电路及试验数据。关键词: 铂电阻,测温电路设计,模拟- 数字转换非线性校正,数据采集 Abstract :A correcting method of non-linear error for Pt resistance temperature measurement based on the principle of A/D conversion is presented. The design principle of Pt resistance linear temperature measurement is analyzed. Practical circuit for interfacing A/D converter 7135 with single puter 89c51 and test data are given Key words: Pt resistance, Temperature measuring circuit, Analog-digital conversion, Non-linear correction, Samples 一、引言 2 铂电阻温度传感器,因其测量范围大,复现性好,稳定性强等特点而被广泛使用。在精密测量系统中,铂电阻测温系统电路结构图如图 1所示: 铂电阻信号通常通过桥式电路转换为电压信号, 再经过放大及 A/D 转换后送微处理器进行处理。为了能对铂电阻测温的非线性进行校正, 作者利用双积分 A/D 转换原理, 设计了一种高精度的铂电阻测温非线性校正方案。实践证明,该方法不仅性能稳定, 结构简单, 而且在 0~ 200 ℃范围内准确度可达到 %FS ±4 字。二、非线性校正原理 1 、非线性 A/D 转换原理因为铂电阻经桥路检测后,其输出电压 UM 与被测温度 q 之间具有函数关系: 3 因为铂电阻经桥路检测后,其输出电压 UM 与被测温度 q 之间具有函数关系: 以上是本文阐述的以变量变换的形式实现传感器非线性校正的设计思想。这里 t 的量纲为时间,其测量过程是通过双积分 A/D 转换实现的。双斜率积分转换表达为: (1) 式中: Uin — A/D 转换时模拟输入电压, T1 — A/D 转换过程中正向积分时间, T2 — A/D 转换过程中反向积分时间, Uref — A/D 转换时参考输入电压。 4 当 Uref 为定值时, Uin 与 T2 具有线性关系, 因此这种情况下可以认为 A/D 输出结果为: T2 = T1Uin / Uref . 假定 Uref(t) 为时间 t 的函数: Uref(t)=M+Nt (2) 其中: M,N 为待定常系数。 A/D 转换后的输出结果若能完全补偿铂电阻温度非线性, 则有: U in =aq +B q2 (3) 故将式( 2 )和式( 3 )代入式( 1), 假设: AT1=M , BT1=N/2, 则有: T2 与q 在数值上大小相等,即 T2=q , 可见实现了铂电阻的温度与数字量线性转换。可以看出,在 A/D 转换过程中,模拟电压输入与数字量输