多路热电阻测温电路

　　一、多路热电阻测温电路的分析

　　传统的热电阻法测量温度以其传感器结构简单可靠、性能稳定、线性好、成本低等特点仍然被广泛应用。其中，铂电阻的测量范围复盖了低温、常温以及饱和蒸汽、过热蒸汽所使用的温度，在工业测控上应用尤为广泛。热电阻的阻值随温度变化较小，往往需要将输入信号加以变换放大，方能进行人/D转换。工业环境中，现场与测控室都有相当距离，在用热电阻法测温时，一个非常重要的问题是解决长引线电阻造成的误差，采用三线制或四线制能自动补偿长引线电阻引起误差。在多路信号测量中，这些引线都要通过多路模拟开关的切换，模拟开关的引入必须保证原线制的有效。为了提高精度、扩大测量范围，还需要在A/D转换前加一电平迁移电路来抵消零温度时输入的电压，图1是一基本的四线制热电阻多路测温电路，放大器U‘用于消除引线电阻造成的测量误差，u。、厅。、R、五，、Rw组成电平迁移电路，并起放大作用。综观此电路，组成环节较多，可能引入的干扰因素也多，要达到较为理想的精确度，关键在于要有一精密的恒流源J，和稳定的放大、电平迁移电路。模拟开关U:4051是串联在恒流源中的，按使用手册介绍，4051在SV电源时，导通的标准电阻是470。，由于各个通道的差异，必须采用等效内阻大于200ko的有源恒流源，以达到在各通道检测时电流的变化小于0.05%，采取电压源上串联一大阻值电阻来代替恒流源的作法是不足取的，该电路对其它元器件的质量和指标要求也比较高:如，要求有一精密的基准电压源Vret:用于调整迁移电平的Rw应采取精密多圈电位器;还要使用低温漂.低失调电压的运算放大器等，且往往需要反复调试才能达到要求。为了简七与CPU的接口，该电路选用人DCOSO4，它的分辨率仅为1/，5;FS，采样频率却可达到10000次/s。但为了克服工颇及电网中的其它千扰，实际测量电路中还必须加入滤波环节，当通道不断地转换时，数据的稳定和滤波所需时间远大于0804的转换周期100娜，因此，该电路在实际使用中，远不能达到上述采样频率。

　　二、7106/牡07测电阻电路的特点

　　众所周知，目前流行的低档31/:数字万用表测电阻却有着较高的精确度和稳定性，究其原因，在于它们使用了精度较高的双积分式A/D转换器，例如7106/7107或其它同类芯片;另外一个重要原因是采用了比较法。如图2所示，7106厂107的参考电压取自比较电阻况，两端，被测电阻R二接输入端，如设7106八1叮输出所对应的十进制显示数为D，则

　　入式(2)，可得

　　由于7106/7107输出的信号分别可直接驱动液晶显示或数码发光管，因此D可直接读出，在不考虑小数点的情况下，由式(3)可见，实际上D就是被测兔的数值，由式(1)可见:只要A/D转换器几。6/7107芯片的精确保证，测量结果R二的精确度唯一地只与比较电阻R.的精确度有关，而这是比较容易做到的，一般采用目前市售质量较好的金属膜电阻筛选后即可满足要求。比较起来，这一方法，无需恒流源或其它什么精密基准电压源，却可以达到较高的精确度，其测量精确度甚至在很大范围内与电源电压V、无关。但是，如在智能仪表中要引入7106/7107来测温，却要考虑长引线电阻造成的误差怎样在多路情况下自动有效地得到补偿。所幸的是，7106/7107的芯片设计有其独到之处，’已的引脚中有两个差分输入端以及两个差分输入的参考电压端，为解决这一问题提供了条件和方便。以下，以7107为例加以说明，在图3中，四根长引线电阻分别设为:R:、R刀少由于7107具有高输入阻抗，R、R。中的电流及压降都可视为零，丑二两端电压可视为与7107的输入电压相等，不难看出R从丑‘的串入只能减小流经丑、R二的电流，而不改变参考电压Vte，与输入电压的比率，所以不影响测量结果。