-30-300℃是科学研讨和工业生产最常用的温度规模，在此规模内进行高精度温度丈量一直是研讨的热点问题。本文研讨了一种新的以铂电阻Pt100 为温度传感器，选用分段和份额原理的高分辨率、高精度温度丈量办法。
依据本文研讨的办法所规划的温度丈量体系具有体积小、精度高级特色，不光能够用于工业生产和科学研讨过程中的高精度温度丈量，也可作为可传递的计量规范。
0 导言
-30-300℃是科学研讨和工业生产最常用的温度规模，跟着科学研讨和工业生产对温度丈量精度和分辨率要求的进步，具有高分辨率、高精度的温度丈量办法的研讨、相关高分辨率、高精度测温仪器的研制已收到广泛的重视。规范铂电阻温度计作为1990 年世界温标（ITS – 90） 规则的内插测温仪器，是-30-300 度温度段内测温准确度最高的测温仪器。铂电阻作为温度灵敏元件，是铂电阻温度计的中心部件。Pt100 作为精细测温常用的传感器具有功能安稳、重复性好、差错小等长处。
将铂电阻随温度改变而发生的阻值改变转化为可被进一步处理的电压信号的办法一般由两种：电桥法和恒流源法。电桥法固有的非线性会在测温体系中引进体系差错；恒流源法具有很好的线性度而且结构简略，可是，因为恒流源的安稳性问题，会引进随机差错。本文研讨了一种依据恒流源法的，以Pt100 为温度传感器的高精度、高分辨率温度丈量办法。选用份额丈量原理消除恒流源安稳性构成的随机差错；选用分段丈量的办法在-30-300℃规模内进行高精度丈量。
1 丈量原理
恒流源输出电流的不安稳是构成依据恒流源的铂电阻温度丈量差错的首要来历。选用份额丈量的办法来消除恒流源电流强度的动摇。其原理如图1 所示：
将Pt100 与高精度规范电阻串联。设某一时间，恒流源输出的电流强度为Ia,那么，在Pt100 上构成的电压降Up=Ia*Rp,在规范电阻上构成的电压降Us=Ia*Rs,一起收集铂电阻和规范电阻的电压降，并将电压降比值进行相除操作，则比值λ=Up/Us=Rp/Rs,这样就能够消除电流源不安稳构成的随机差错。
设收集温度电压信号的AD 转化器位数为，假如将-30-300℃的温度规模作为一个全体来考虑且其输出的电压规模与AD 转化器的量程相同，那么，LSB 的改变标明，温度改变了 ℃。
而实践上，因为温度电压的规模要稍小于AD 转化器的量程，那么，LSB 的改变所代表的温度要大于℃。本文选用一种分段丈量的办法，将被测温度规模分红三段：-30-80℃、80-190℃、190-300℃三个温度段。在智能微处理器的操控下，恒流源针对三个不同的温度段，输出不同强度的测验电流。使Pt100 在每个温度段内构成的电压降经扩大和调度后的电压规模迫临AD 转化器的量程。经过这种分段丈量办法，能够有用进步温度丈量的分辨率，为高精度温度丈量做好技能预备。
2 测温体系规划
依据份额丈量和分段丈量的原理，规划了高分辨率、高精度的铂电阻温度丈量设备，其结构及首要元器材类型如图2 所示。
铂电阻为四线制A 级Pt100.以LM134 作为恒流源的中心器材，别离设置三个不同阻值的反应电阻使其能够输出0.5mA,0.7mA,1mA 三种恒流。电阻的切换由信号继电器完结。信号继电器由MCU 经过继电器驱动器进行操控。-30-80℃规模选用1mA的测验电流、80-190℃规模选用0.7mA 测验电流、190-300℃规模选用0.5mA 的测验电流。规范电阻是精度为0.01% 的线绕电阻，其温度安稳性为5ppm/℃。选用INA114 作为铂电阻和规范电阻的信号扩大电路的中心器材。对铂电阻的电压降扩大100 倍，对规范电阻的电压降扩大40 倍。以-30-80℃为例，当选用1mA 测验电流时，铂电阻两头的电压降规模为88.22-130.9mV, 扩大100 倍后，电压规模为8.822-13.09V.在INA114的REF 端，输入-8.192V 的电压，则INA114 的输出电压规模为0.63-4.898V.用TI 公司的24 位AD 转化器ADS1247 对INA114的输出电压进行模数转化。ADS1247 的输入规模是0-5V,那么，在理论上，在-30-80℃规模内的温度分辨率可到达 ℃。可是，因为ADS1247 的安稳性和差错问题，实践的分辨率会低于理论分辨率。测温设备的作业流程为：MCU 依据键盘的输入信息，建议一次温度丈量。MCU 首要操控信号继电器，使LM134 输出1mA 的电流，然后，收集铂电阻的输出信号电压，假如到达5V,则驱动继电器切换LM134 的反应电阻，直到铂电阻输出电压低于5V.然后一起收集铂电阻和规范电阻输出的电压信号，并进行相除操作和温度换算，将换算成果送显示器。
经过在分辨率为0.001℃、精度为0.01℃的低温文恒温油槽试验，该设备的丈量精度可到达0.03℃，最大的温度分辨率为0.003℃。
3 定论
本文论说了一种依据铂电阻的宽量程高精度温度丈量设备的规划原理和完成办法。份额丈量办法能够有用消除因恒流源动摇构成的随机差错。选用分段丈量的办法能够将被测温度规模进行部分扩大，然后进步丈量的分辨率和精度。
