单运放组成的简易测温电路

　　一、引言

　　随着微机技术的普及，超声波工业测量仪器正朝着智能化、高精度方向发展。由于被测物质的声学参量往往达到其温度变化的影响，超声波作工业测量时有必要对温度作某种补偿与修正，这一点在温度系数较大的液体超声波测试中尤为重要，因此研制了面向液体超声分析仪的温度测量电路。

　　工业应用的超声波测量仪器所具有的一个显著优点便是结构简单、稳定耐用，因而作为温度补偿与修正的测温电路也必须尽可能简易、可靠。目前，各种高精度、高稳定性运放的出现对此提供了现实可能性。本文介绍了一种仅用一片单运放组成的测渴.电路，给出了电路输出电压与测温传感器电阻值之间的关系式，并具体说明了电路的制作与调试方法。

　　二、电路原理

　　这一测温电路非常简单，其原理如图所示，它由测温电桥与放大电路组成。其中采用铂电阻为温度传感器，假定其电阻为R二。设精密恒压源输出的电压为V，则测温电桥输出的电压为:

　　可以看出，当R:》R。》R，并使电阻R;不太大时，放大电路有较高的电压增益。温度传感器电阻值在温度变化范围内变化得较小时，此电路输出电压值与温度传感器电阻值的变化量有着近似的线性关系。电路中电容C是为了防止尖脉冲的影响，起抗干扰作用。

　　三、电路制作与调试

　　本电路采用摄氏零度(0℃)时为100Q的铂电阻为温度传感器。为了保证电路的稳定性与精度，电路中所有电阻均为线绕精密电阻。运算放大器则用价格低廉的高精度、高稳定性单运放OP07或LM725(这两种运放的引脚功能相同，性能类似)。

　　由于精密恒压源通常仅在一个较小的输出电流变化区内保持恒定的电压，因此测温电桥上的电阻R不能取得过小。实践中发现，取R二3kQ效果较好，这时铂电阻阻值变化(十欧姆以内)不足以造成精密恒压源输出电流明显改变，保证了测温电桥工作的稳定性，也满足了前一节式(4)的适用条件。

　　为了使放大电路有较高的电压增益，取R:100kQ，R:=R。二3k。，R;与R。的取值则与需要测温的范围有关。例如，在我们研制的超声波液体浓度在线监侧仪中，被测介质温度变化范围定为35~50℃，而35℃与50℃时铂电阻的阻值分别为113.8Q与119.7幻，因此取R。=113.8Q。采用恒压源电压V=6伏，电路输出电压V。的最高值限为5伏，将这两个数值代入式(4)可得R‘弓235Q，这时放大电路的放大倍数约为425倍。

　　具体调试时，可取比R。与R;的计算值略小的电阻分别为其基础电阻，再串上一个小电阻作调节。例如，对上例取R。为11OQ，再串上一段康铜丝作电阻微调，直至测量温度在35℃时电路输出电压为零状为止。同样可调节串在R4上的康铜丝，直至被测温度50℃时电路输出为5状。这样便完成了这一简易测温电路的制作与调试工作。