提高铂电阻测温准确度的一种方法

　　铂电阻温度传感器是利用电阻与温度呈一定函数关系来测量温度的。目前智能温度变送器和其它智能仪器设备由于嵌入了微处理器，不仅实现了现场总线功能，还内置了用来提高温度测量精度的电阻与温度的函数方程。较常使用的是 Callendar-Van Dusen 方法，其电阻———温度的关系如下:

式中: R( t) 为在温度为 t 时铂电阻的电阻值，Ω; R0为在温度为 0℃ 时铂电阻的电阻值，其值一般为100Ω; α 为常数，其值一般为 3. 85055 × 10- 3; δ 为常数，其值一般为 1. 499786; β 为常数，其值一般为1. 08634 × 10^{- 1}( t >0℃时，β =0) 。

　　对于日常工业过程温度测量，智能型温度变送器的 R0、α、δ、β 通常按上述数值设定，铂电阻温度传感器通常按通用的规程、规范检测筛选，对于大多数应用场合基本满足要求。然而对于一些测量精度较高的应用场合，如要求测量误差小于 0. 1℃ 时，上述四个常数的一致设定往往不能满足要求。

　　由于每一个铂电阻温度传感器 R0及 α、δ、β 参数都是唯一的，要实现较高精度的温度测量，我们采用逐一标定铂电阻温度传感器这些参数，然后将其置入智能温度变送器，实现铂电阻温度传感器与智能温度变送器匹配，以此大幅度提高了温度的测量精度，满足了测量精度的要求。

　　测定铂电阻温度传感器的 R0及α、δ、β 参数的方法主要有以下两种:

　　( 1) 直接测定法

　　按照Callendar-Van Dusen 方法，依次测定 4 个特定的温度对应的电阻值，然后按照下列公式分别计算α、δ、β 参数。

式中: R100为在温度为 100℃时测得的铂电阻电阻值，Ω; R0为在温度为 0℃时测得的铂电阻的电阻值，Ω;Rh为在高温点 th( 例如锌凝固点 419. 53℃) 时测得的铂电阻电阻值，Ω; Rl为在低温点 tl( 例如氧沸点 -182. 96℃ ) 时测得的铂电阻电阻值，Ω。

　　( 2) 回归法

　　热电阻测量的温度范围一般为 ( -200 ～850) ℃，实际过程测量范围并非这么宽，例如测量 ( - 30 ～50) ℃ 的范围，上述直接测量法的测量点大部分测不到，因此得到 R0、α、δ、β 参数比较困难，通过回归的方法较容易得到。

　　数学回归的方法可以通过自行编程的方法实现，也可以购买专用软件，另外还可以通过常用的 Excel软件方便地实现。

　　第一种方法不仅需要一定的编程经验而且还需要数学回归方面丰富的知识，对于日常工作一般较难完成; 第二种方法需要购买国外专用软件，例如 HartScientific Division 的 TableWare 软件，价格较高。因此我们选用了 Excel 电子表格软件来实现。对一只 Pt100 温度传感器进行实验，测得实验数据如表1。