PS-011PS-011.doc

PS-011热电阻信号调理板技术说明书 1. 概述： PS-011 热电阻信号调理板是与我所研制的 PC-6360 模入接口卡配套使用的热电阻信号调理板。本调理板采用三线恒流驱动方式，可直接配用铂，铜等热电阻温度传感器，将热电阻的阻值变化转变为电压输出。 本调理板可以对 16 路热电阻信号进行调理放大，同时通过带缆可以实现多板串级联接，一块PC-6360模入接口卡最多可以挂接8块本调理板。本调理板也可以与我所研制的 PS-010 前端信号调理板混联，以实现多种不同信号的调理放大。 2. 主要技术指标： 2.1 输入通道数：16路 2.2 配接热电阻范围：0～300Ω 2.3 测量方式：三线恒流式 2.4 驱动电流：1mA 脉冲式 2.5 测量误差：≤0.2％ (不含传感器误差) 2.6 温度漂移：≤100PPm／℃ 2.7 放大器增益：1. 约27倍 (＋5V输出对应500℃) 2. 约87倍 (＋5V输出对应150℃) 2.8 最大输出电压： ±5V 2.9 最大输出电流： 5mA 2.10 输出建立时间：≥25uS 2.11 可配接热电阻类型：Pt100，Pt50，Cu100，Cu50 (出厂按Pt100调整校验) 2.12 电源功耗：＋5V(±10％)≤50mA ±12V(±10％)≤30mA 2.13 使用环境要求： 工作温度：0℃～40℃ 相对湿度：40％～80％ RH 存贮温度：－55℃～＋85℃ 2.14 外型尺寸： 长×高＝205mm×114mm ( 8.1英寸×4.5英寸 ) 3. 工作原理： 本板的工作原理框图如图1所示。 以下说明均以出厂标准为例，即输入使用Pt100传感器，输出＋5V对应500℃。 图1 工作原理框图 3.1 测量原理： 在使用热电阻测量介质温度时，一般是通过电桥或恒流驱动的方式将电阻值的变化转变为电压的变化。本板采用三线恒流驱动方式来进行测量，其目的是为了消除长距离联接导线的附加电阻造成的测量误差。其电路示意图见图2。 图2 测量电路示意图 其中：R1、R2、R3为联结导线电阻，且R1＝R2＝R3， I1＝I2＝I 则：U＝V+－V-＝( I1R1＋I1Rt＋2IR3 )－( I2R2＋2IR3 ) ＝I1Rt ＝Vt 即当三条联接导线的导线电阻相等时，运算放大器输入端的信号电压等于温度传感器上建立的信号电压。该电压只与传感器电阻和流过传感器的电流有关，而与导线电阻无关。 3.2 恒流源部分： 通过对图2所示电路的分析可知，热电阻驱动电流的精度和稳定性对测量精度影响较大。要求其不随时间和环境温度的变化而变化，本板采用精密基准源加运算放大器组成的恒流源来解决。 3.3 主放大器部分： 主放大器由高精度仪用放大器AD620(或INA114)组成，增益固定为26倍。主要用于将传感器上建立的差模电压取出并放大。如果配接Pt50、Cu100、Cu50等型号的温度传感器，本部分的增益需作相应调整。 3.4 零点修正电路： 本部分主要用于对传感器温度零点( 如Pt100在0℃时，Rt＝100Ω)进行偏移调整，其基本电路是一个由运算放大器和基准源组成的减法器。 3.5 辅助放大器电路： 本电路对经过主放大器和零点修正的电压信号根据用户需要进行辅助放大，以满足适当的量程输出。 4. 安装注意事项： 4.1 热电阻的联接应采用三线方式，其接线方法见图3。 图3 热电阻三线式接线法 4.2 本板与热电阻之间的联接导线一般应使用 1mm2 以上的安装导线，并使其长短一致，以尽量减小导线电阻差异，提高采样精度。 4.3 外接热电阻及联接导线应尽量远离动力电源，避免强电场干扰环境。 4.4 控制与模拟输出线的联接： 控制与模拟输出线由40芯扁平带缆与PC-6360模入接口卡或扩展的次级板联接。本板上的JK1用于与PC-6360模