基于三线制的高精度热电阻测量电路设计

从表1中可以看出，由于三线制平衡电桥法理论测量结果即存在较大误差，且随线路电阻r的增加，引起的误差越大，随待测热电阻阻值增大，绝对误差也呈增大的均势。表1中，最大相对误差为被测电阻Rt=300 Ω，线路电阻r=20 Ω时，达到了2．57％。本文采用改进后的三线制法的实测结果在所测数据范围内最大绝对误差只有0．3 Ω，最大相对误差为±0．1％。电路使用的A／D转换器仅相当于14位的A／D转换精度，若使用更高精度的A／D转换器，可达到更高的测量精度。在实际的热电阻传感器测温仪表中，还需加入由被测电阻转换为对应温度的相关程序。即在测量得到Rt后，由式(1)计算即可精确求解出实际的温度值。

3 结论
三线制平衡电桥法在热电阻测量中应用广泛，但存在无法消除传感器引线电阻引起测量误差的问题。本文分析了测量热电阻平衡电桥法中存在的问题，提出了恒压分压式三线制测量方法，分析了测量电路产生误差的原因及影响因素，推导并建立了待测电阻的影响参数及公式，设计了完整的测量电路，包括信号放大器和A／D转换器以及与单片机的接口电路。最终对所设计电路的测试精度进行试验测定，试验表
明，三线制平衡电桥法测标准电阻值在100～300Ω，线路电阻在0～20Ω时最大测量误差达到2．57％，而平衡三线制测量误差只有±0．1％。从而获得了高精度的三线制热电阻测量电路。