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PT100温度变送器的正温度系数补偿

作者:时间:2011-07-31来源:网络收藏

图2. 为RTD额外增加了第3条线,能够对线电阻进行补偿。引线电阻具有相同特性。
图2. 为RTD额外增加了第3条线,能够对线电阻进行。引线电阻具有相同特性。

图3. 3线方案可以实现Kelvin检测,消除了两条连线的压差。
图3. 3线方案可以实现Kelvin检测,消除了两条连线的压差。

具体应用中, RTD的连接方式可以采用2线、3线或4线制(图1、2和3)。有多种模拟和数字的方法进行 RTD的非线性误差,例如,可以利用查表法或上述公式实现数字非线性

查表法是将代表铂电阻阻值与对应关系的一个表格存储在µP内存区域,利用这个表格将一个测量的电阻值转换为对应的线性值。另一种方法是根据实际测量的电阻值,采用以上公式直接计算相关的

查表法只能包含有限的电阻/温度对应值,电路的复杂程度取决于精度和可用内存的空间。为了计算某一特定的温度值,需要首先确认最接近的两个电阻值(一个低于RTD测量值,一个高于RTD测量值),然后用插值法确定测量温度值。

例如:如果测试的电阻值等于109.73Ω,假设查询表格精度为10°C,那么两个最接近的值是107.79Ω (20°C)和111.67Ω (30°C)。综合考虑这三个数据,利用下式进行计算:


以上数字补偿的方法需要微处理器(µP)的支持,但是采用图4的简单模拟电路可以获得高精度的非线性补偿。该电路在-100°C时输出电压为0.97V,200°C时为2.97V。实现更宽范围的测量时,例如:-100mV @ -100°C到200mV @ 200°C,需要增加合适的增益调节(量程)电路和偏移(失调)控制。

图4. 该模拟电路对RTD进行线性化补偿。
图4. 该模拟电路对RTD进行线性化补偿。

这种方法利用电阻R2的少量正反馈作用实现PT100的非线性补偿,该反馈环路对应于较高的PT100阻值时输出电压略有提高,有助于传输函数的线性化处理:

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