基于三線制的高精度熱電阻測量電路設(shè)計

從表1中可以看出，由于三線制平衡電橋法理論測量結(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，隨待測熱電阻阻值增大，絕對誤差也呈增大的均勢。表1中，最大相對誤差為被測電阻Rt=300 Ω，線路電阻r=20 Ω時，達(dá)到了2．57％。本文采用改進(jìn)后的三線制法的實測結(jié)果在所測數(shù)據(jù)范圍內(nèi)最大絕對誤差只有0．3 Ω，最大相對誤差為±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)到更高的測量精度。在實際的熱電阻傳感器測溫儀表中，還需加入由被測電阻轉(zhuǎn)換為對應(yīng)溫度的相關(guān)程序。即在測量得到Rt后，由式(1)計算即可精確求解出實際的溫度值。

3 結(jié)論
三線制平衡電橋法在熱電阻測量中應(yīng)用廣泛，但存在無法消除傳感器引線電阻引起測量誤差的問題。本文分析了測量熱電阻平衡電橋法中存在的問題，提出了恒壓分壓式三線制測量方法，分析了測量電路產(chǎn)生誤差的原因及影響因素，推導(dǎo)并建立了待測電阻的影響參數(shù)及公式，設(shè)計了完整的測量電路，包括信號放大器和A／D轉(zhuǎn)換器以及與單片機(jī)的接口電路。最終對所設(shè)計電路的測試精度進(jìn)行試驗測定，試驗表
明，三線制平衡電橋法測標(biāo)準(zhǔn)電阻值在100～300Ω，線路電阻在0～20Ω時最大測量誤差達(dá)到2．57％，而平衡三線制測量誤差只有±0．1％。從而獲得了高精度的三線制熱電阻測量電路。