Pt電阻溫度傳感器批量測試系統的信號調理模塊的設計

1、恒流源的誤差γ1

　　恒流源的誤差γ1來源有TL431的誤差γ11、TLC2652的誤差γ12及圖2中電阻R6的誤差γ13。假設系統工作環境的溫度變化ΔT=10℃， TL431的電壓的溫漂為20ppm/℃可以計算出：

γ11= 20×10-6×10=2×10-4

　　由TLC2652的輸入偏置電流為60pA（最大值）、輸入失調電流為60pA（最大值），可以計算出：

γ12=（60×10-12+60×10-12）/（0.5×10-3）=2.4×10-7

　　恒流源電路中的電阻R6為精密電阻，其溫漂為2ppm/℃，可以計算出：

γ13=2×10-6×10=2×10-5

　　則：γ1= ≈2×10-4

　　2、引線電阻產生的誤差γ2

　　在本設計中，對Pt溫度傳感器進行測試時采用的四線制接線方式可消除因連線過長而引起的誤差。如圖1中所示的Ptn的等效形式，其中Rn1、Rn2、Rn3和Rn4為引線電阻和接觸電阻，且阻值相同。Rn1、Rn2是電壓檢測回路的引線電阻，Rn3、Rn4是恒流源回路的引線電阻。這種電路在測量電壓時，由Rn1和Rn2的電壓降引起的測量誤差，遠遠小于Pt電阻溫度傳感器兩端的電壓的值，可忽略不計。Rn3和Rn4因為是和恒流源串聯連接，故也可忽略。因此γ2≈0。

　　3、電子開關導通電阻產生的誤差

　　本系統的電子開關采用了八選一的CMOS模擬開關CD4051，其導通時的電阻約為幾百歐，但我們可以把Ka導通電阻看作恒流源電路中的運放的差模輸入阻抗的一部分。Kb的導通電阻可以看作放大電路中的運放的輸入阻抗的一部份，所以γ3≈0

　　4、放大電路的誤差

　　根據TLC2652特性可知，其輸入失調電壓為0.5μV～1μV；失調電壓漂移為0.003μV/ oC；假設系統工作環境的溫度變化ΔT=10℃ ，可以計算出放大電路的誤差γ4：

γ4=1×10-6+0.003×10-6×20≈0.5×10-6

　　所以信號調理模塊的最大測量誤差γ為：

γ= （3）

　　由于γγ總，所以此信號調理模塊的測量精度滿足要求。

　　六、結論

　　本文介紹的Pt電阻溫度傳感器的測試原理及方法具有通道容量大、測量速度快、使用方便、穩定可靠、通用性強等優點，并且在溫度傳感器測試領域中有著極為廣闊的應用前景，不但能解決Pt電阻溫度傳感器生產與檢測過程中的實際問題，還可實現對Pt溫度傳感器的參數進行高速、高精度、批量的測量。

　　參考文獻：

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