如果用-200°C和+850°C兩個(gè)端點(diǎn)直接做兩點(diǎn)線性校準(zhǔn),嘗試簡(jiǎn)化計(jì)算,溫度范圍內(nèi)的溫度電阻值曲線如下圖。這時(shí)最大的非線性誤差超過(guò)16Ω,誤差比較大。
根據(jù)公式生成溫度電阻值表,再在查找表中進(jìn)行小范圍的線性插值,是既計(jì)算簡(jiǎn)單又可以實(shí)現(xiàn)精確逼近的方法。在IEC60751中附有1℃為間隔的溫度電阻值查詢表。
5.測(cè)量電流
鉑熱電阻幾乎都使用直流電流激勵(lì)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量電流不可避免的會(huì)在電阻中產(chǎn)生熱量,引入自熱誤差。鉑熱電阻手冊(cè)中有標(biāo)注測(cè)量電流、自熱系數(shù),兩個(gè)參數(shù),典型測(cè)量電流I為0.3~1mA,自熱系數(shù)S為0.015℃/ mW左右。
根據(jù)自熱系數(shù)可計(jì)算測(cè)量電流引入的溫度誤差,根據(jù)以下公式。
ΔT = P×S=( I2×R) ×S
例如給定1mA,在PT100阻值最大400Ω時(shí),產(chǎn)生的自熱溫度約為0.01℃,這種情況下誤差幾乎可以忽略。在鉑電阻自熱系數(shù)不影響的情況下,測(cè)量電流優(yōu)先設(shè)定到最大值,電流過(guò)小時(shí)輸出電壓值幅度變小,信噪比降低。1mA是比較常用的測(cè)量電流值。
6.接線方式
鉑熱電阻的輸出引線方式有二線制、三線制、四線值,其中二線制引線電阻引入的誤差無(wú)法消除;四線制無(wú)引線電阻誤差,但引線數(shù)量最多多;三線制基于三個(gè)根引線在同等物理尺寸條件下,引線電阻值相等,兩次測(cè)量電阻值之后通過(guò)計(jì)算可消除引線誤差,是用得最多的方式。
圖 5 鉑熱電阻接線方式
7.總結(jié)
測(cè)溫電路的精準(zhǔn)程度除卻熱電阻的前期選型,還需要后續(xù)硬件設(shè)計(jì)與軟件算法的優(yōu)化,致遠(yuǎn)電子針對(duì)鉑熱電阻測(cè)量,提供三線制接口的PT100接口模塊TPS02,內(nèi)置激勵(lì)電流源在內(nèi)的高穩(wěn)定度測(cè)量電路、24位ADC、電阻溫度值線性化算法,2500V電氣隔離,連接鉑熱電阻就可以通過(guò)IIC數(shù)字接口讀出溫度值。