基于三線(xiàn)制的高精度熱電阻測量電路設計

從表1中可以看出，由于三線(xiàn)制平衡電橋法理論測量結果即存在較大誤差，且隨線(xiàn)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(xiàn)路電阻r=20 Ω時(shí)，達到了2．57％。本文采用改進(jìn)后的三線(xiàn)制法的實(shí)測結果在所測數據范圍內最大絕對誤差只有0．3 Ω，最大相對誤差為±0．1％。電路使用的A／D轉換器僅相當于14位的A／D轉換精度，若使用更高精度的A／D轉換器，可達到更高的測量精度。在實(shí)際的熱電阻傳感器測溫儀表中，還需加入由被測電阻轉換為對應溫度的相關(guān)程序。即在測量得到Rt后，由式(1)計算即可精確求解出實(shí)際的溫度值。

3 結論
三線(xiàn)制平衡電橋法在熱電阻測量中應用廣泛，但存在無(wú)法消除傳感器引線(xiàn)電阻引起測量誤差的問(wèn)題。本文分析了測量熱電阻平衡電橋法中存在的問(wèn)題，提出了恒壓分壓式三線(xiàn)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，推導并建立了待測電阻的影響參數及公式，設計了完整的測量電路，包括信號放大器和A／D轉換器以及與單片機的接口電路。最終對所設計電路的測試精度進(jìn)行試驗測定，試驗表
明，三線(xiàn)制平衡電橋法測標準電阻值在100～300Ω，線(xiàn)路電阻在0～20Ω時(shí)最大測量誤差達到2．57％，而平衡三線(xiàn)制測量誤差只有±0．1％。從而獲得了高精度的三線(xiàn)制熱電阻測量電路。