一种精密的热电阻测温方法-Read.docVIP

一种基于AD7705的精密热电阻测温方法 An Accurate Method for Temperature Measurement with Thermal Resistance Based on AD7705 （吉林化工学院 自动化系，吉林 吉林 132022） 梁伟 童少为 (Dept. of Automation,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin City 132022,China) Liang wei Tong Shao-wei 摘要：本文介绍了一种基于AD7705芯片，采用恒压分压法精密测量三线制热电阻阻值的方法，对于Pt100热电阻，检测分辨率可以达到0.005Ω。同时采用公式计算的方法，能够使获得的温度准确度达到0.05℃。MCU采用PHILIPS公司的P89LPC932，电路整体具有低功耗特性，可以嵌入到任何要求低功耗的高精度温度测量设备中。 关键词：AD7705；三线制；热电阻；精度；嵌入 中图分类号：TP216 Abstract: This article introduces a method for accurate measuring resistant value of thermal resistance by means of constant pressure dividing method in three-wire system based on AD7705. By this method , the detecting resolution ratio for Pt100 thermal resistance can reach 0.005Ω. Simultaneously by adopting formula calculation, temperature accuracy with 0.05℃ can be obtained. MCU uses P89LPC932 produced by PHILIPS Corp. The whole circuit is provided with low power consumption feature. It can be embed in all kinds of temperature meter required low power consumption. Key Words: AD7705; Three-Wire; Thermal Resistance; Accuracy; Embed 引言 温度参数是目前工业生产中最常用的生产过程参数之一，对温度的测量虽然有许多不同的方法，其中热电阻凭借其优良的特性成为目前工业上温度测量中应用最广泛普遍的传感元件之一。由于金属铂优良的物理特性，使它成为制造热电阻的首选材料。它能够制造成体积微小的薄膜形式，或者缠绕在陶瓷和云母基板上制造出高稳定性的温度传感器，能够适应各种复杂的测温场合。一般在-200℃至+400℃的温度范围内，铂热电阻温度传感器是首选测温元件。 目前在各种检验设备中，如各种检验用恒温槽，都要求设备能够提供高精度的温度指示，这就要求我们要作到对温度的高精度测量。又如，在配置铂热电阻传感器的智能型二线制一体化温度变送器中，也要求对温度有高精度的测量，这样才能够保证变送器在全量程范围内的高精度，同时它还要求系统具有低功耗。以下介绍的就是一种采用AD7705做A/D转换器设计的精密测量三线制热电阻阻值的硬件设计方案，它同时提供了高精度的温度转换方法及C51程序。 三线制热电阻阻值检测电路及温度求解方法 如图1，它是一个采用恒压分压法精密测量三线制热电阻阻值的智能检测电路。它采用16位的Σ-Δ型AD7705作为模数转换器，它是一个具有双差动输入通道，低功耗16位的Σ-Δ型高精度A/D转换器，输入带有可编程放大器。系统控制CPU采用了PHILIPS公司新型51兼容单片机P89LPC932，这里没有画出，整体上是一个低功耗检测系统。它可以嵌入到任何需要高精度温度测量及低功耗的智能设备中，下面对检测原理进行逐步介绍。 图1 三线制热电阻阻值检测电路 如图1，电阻体RT接成了三线制，RL为三根导线电阻，一般每根导线实际电阻在5Ω之内。电阻体与测量电路以A、B、C三点连接，实际上是与电阻R构成了对电压VREF的分压电路。当在VREF和R是已知的前提下，通过检测VAB和VAC，我们就能够通过计算的方法得到RT，从而求的实际温度。VAB和VAC的检测由AD7705完成，这里采用了8倍前置增益，通道1检测VAC，通道2检测VAB。参见图1，我们很容易可以获得如下的关于VAB和VAC的关系式1