專利名稱：溫度變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度變送裝置，具體的說(shuō)，涉及一種能夠?qū)︺f熱電阻與溫度 之間的非線性關(guān)系進(jìn)行修正的溫度變送器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，鉬熱電阻是工業(yè)生產(chǎn)過程中最常用的溫度傳感器。鉬熱電阻具有測(cè)量范圍 大、精度高、穩(wěn)定性好和耐氧化等特點(diǎn)，因此，在中低溫區(qū)得到了非常廣泛的應(yīng)用。鉬熱電 阻的阻值和溫度之間具有非線性關(guān)系，在鉬熱電阻傳感器應(yīng)用中，經(jīng)常利用不平衡電橋電 路把傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?，但是由于橋臂電阻和電橋輸出電壓之間存在非線性關(guān) 系，鉬熱電阻的非線性和不平衡電橋固有的非線性給溫度測(cè)量帶來(lái)很大的非線性誤差。特 別是測(cè)溫范圍較寬時(shí)，其非線性更明顯。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)提供的數(shù)據(jù)，鉬熱電阻的電阻-溫度關(guān)系式為-200"C _0°C 時(shí)Rt = R0(l+At+Bt2+Ct3(t-100))0°C -800 °C 時(shí)Rt = R0(l+At+Bt2)其中，A= 3. 90802X 10_3 ；B = _5· 802X 1(Γ7 ；C = -4. 27350X 1(Γ12，圖中 Rt 為鉬熱
電阻。隨著測(cè)量范圍的增大，非線性越來(lái)越嚴(yán)重。當(dāng)溫度測(cè)量范圍為-200°C 850°C時(shí)，鉬 熱電阻的最大非線性達(dá)到4. 6%，減小溫度測(cè)量范圍，將使非線性減小，但是，當(dāng)精度要求高 或測(cè)溫范圍寬時(shí)，就必須解決非線性問題。不平衡電橋的非線性常用的不平衡電橋測(cè)溫電路輸出電壓Utl為U0 = U0 (R2/ (R0+R2) -R1/ (RJR1)) (3-1)令R1 = R2, Rt = R(i+Rm，可得U0 = U*R1*R.t/((R0+R1) (Ro+R^R^)) (3-2)當(dāng)RfR1比R,t大得多時(shí)，即傳感器電阻的相對(duì)變化量RmARc^R1)很小時(shí)，式 (3-2)可以作線性化處理U0 = U*R1*R^/(R0+R1)2這時(shí)，輸出電壓U0與傳感器電阻的變化量RmZ(Rc^R1)近似成線性關(guān)系，此時(shí)對(duì)測(cè) 量精度的影響較小。但隨著傳感器電阻的相對(duì)變化量R,t/(RfR1)的增大，非線性誤差越來(lái) 越大，因而極大地影響了電橋的測(cè)量準(zhǔn)確度。另外，由式(3-2)可知，電橋輸出電壓Utl與電 橋供電電源的電壓成正比關(guān)系，因此，供電電源電壓的波動(dòng)也將直接影響測(cè)量精度。鉬熱電阻的非線性和不平衡電橋的非線性都給最后的溫度測(cè)量帶來(lái)一定的非線 性誤差。所以，當(dāng)精度要求高或測(cè)溫范圍寬時(shí)，就必須解決線性化問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問題是針對(duì)以上不足，提供一種非線性誤差小、測(cè)量精度高 的溫度變送器。為解決以上問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是溫度變送器，其特征在于所述溫度變送器包括電連接的鉬熱電阻、非線性修正調(diào)節(jié)電路、橋路電阻電路、輸出滿度調(diào)節(jié) 電路和4-20mA變送電路；非線性修正調(diào)節(jié)電路，用于對(duì)鉬熱電阻和橋路電阻電路的非線性進(jìn)行調(diào)節(jié)；橋路電阻電路，根據(jù)鉬熱電阻的阻值隨溫度的變化得到電壓差，輸出至4_20mA變 送電路；輸出滿度調(diào)節(jié)電路，用來(lái)對(duì)溫度的測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)；4-20mA變送電路，用于為橋路電阻電路提供+5V電壓基準(zhǔn)源，并接收橋路電阻電 路輸出的電壓差，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA的線性信號(hào)輸出。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述4_20mA變送電路包括集成電路IC、電阻R28、三極管Q2和電容C5，集成電路 IC的7腳連接電容C5、電阻R28的一端，電容C5的另一端接集成電路IC的10腳和三極管 Q2的集電極，三極管Q2的基極連接集成電路IC的9腳，三極管Q2的發(fā)射極連接集成電路 IC的8腳。所述非線性修正調(diào)節(jié)電路包括電位器TZ4和電阻R16，電位器TZ4和電阻R16串聯(lián) 在集成電路IC的1腳和11腳之間，集成電路IC的11腳連接電位器TZ4動(dòng)觸片。所述橋路電阻電路包括電容C4、電阻R19、電阻R23、電阻R24、電阻R25和電阻R26 和用來(lái)調(diào)節(jié)輸出零點(diǎn)的電位器TZ6，集成電路IC的2腳連接電容C4和電阻R25的一端，集 成電路IC的5腳連接電容C4的另一端及電阻R23、電阻R24和電阻R26的一端，電位器TZ6 連接在集成電路IC的12腳和14腳之間，電阻R25和電阻R26的另一端接集成電路IC的 12腳，電阻R24的另一端接電位器TZ6的動(dòng)觸片。所述輸出滿度調(diào)節(jié)電路包括電阻R22和電位器TZ5，電位器TZ5和電阻R22串聯(lián)在 集成電路IC的3腳和4腳之間，集成電路IC的3腳連接電位器TZ5的動(dòng)觸片。所述鉬熱電阻為三線制鉬熱電阻，電阻R23的另一端接鉬熱電阻的2腳，鉬熱電阻 的3腳經(jīng)電阻R19接集成電路IC的14腳，鉬熱電阻的1腳接集成電路IC的2腳。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)非線性修正調(diào)節(jié)電路對(duì)鉬熱電阻 和橋路電阻電路的非線性進(jìn)行調(diào)節(jié)，4-20mA變送電路輸出的線性信號(hào)的非線性誤差?。惠?出滿度調(diào)節(jié)電路可以對(duì)溫度測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以保證在較寬測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量的高精 度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖為本實(shí)用新型實(shí)施例中溫度變送器的電路原理圖。圖中，1-鉬熱電阻，2-非線性修正調(diào)節(jié)電路，3-橋路電阻電路，4-輸出滿度調(diào)節(jié)電路， 5-4-20mA變送電路。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例，如圖所示，溫度變送器，包括電連接的鉬熱電阻1、非線性修正調(diào)節(jié)電路 2、橋路電阻電路3、輸出滿度調(diào)節(jié)電路4和4-20mA變送電路5，鉬熱電阻1是型號(hào)PT100的三線制鉬熱電阻。非線性修正調(diào)節(jié)電路2包括串聯(lián)的電位器TZ4和電阻R16，用于對(duì)鉬熱電阻1和橋 路電阻電路3的非線性進(jìn)行調(diào)節(jié)。橋路電阻電路3包括電容C4、電阻R19、電阻R23、電阻R24、電阻R25和電阻R26 和用來(lái)調(diào)節(jié)輸出零點(diǎn)的電位器TZ6，根據(jù)鉬熱電阻1的阻值隨溫度的變化得到電壓差，輸出 至4-20mA變送電路5。輸出滿度調(diào)節(jié)電路4包括串聯(lián)的電阻R22和電位器TZ5，用來(lái)對(duì)溫度的測(cè)量范圍進(jìn) 行調(diào)節(jié)。4-20mA變送電路5包括型號(hào)為XTR106的集成電路IC、電阻R28、三極管Q2和電容 C5，用于為橋路電阻電路3提供+5V電壓基準(zhǔn)源，基準(zhǔn)電壓源的精度為0. 05%，可帶2. 5mA 的負(fù)載電流，并接收橋路電阻電路3輸出的電壓差，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA線性信號(hào)輸
出ο電位器TZ4和電阻R16串聯(lián)在集成電路IC的1腳和11腳之間，集成電路IC的11 腳連接電位器TZ4動(dòng)觸片，集成電路IC的2腳連接電容C4和電阻R25的一端以及鉬熱電 阻1的1腳，電位器TZ5和電阻R22串聯(lián)在集成電路IC的3腳和4腳之間，集成電路IC的 3腳連接電位器TZ5的動(dòng)觸片，集成電路IC的5腳連接電容C4的另一端及電阻R23、電阻 R24和電阻R26的一端，電位器TZ6連接在集成電路IC的12腳和14腳之間，電阻R25和 電阻R26的另一端接集成電路IC的12腳，電阻R24的另一端接電位器TZ6的動(dòng)觸片，電阻 R23的另一端接鉬熱電阻1的2腳，鉬熱電阻1的3腳經(jīng)電阻R19接集成電路IC的14腳， 集成電路IC的7腳連接電容C5、電阻R28的一端，電容C5的另一端接集成電路IC的10腳 和三極管Q2的集電極，三極管Q2的基極連接集成電路IC的9腳，三極管Q2的發(fā)射極連接 集成電路IC的8腳。
權(quán)利要求溫度變送器，其特征在于所述溫度變送器包括電連接的鉑熱電阻(1)、非線性修正調(diào)節(jié)電路(2)、橋路電阻電路(3)、輸出滿度調(diào)節(jié)電路(4)和4 20mA變送電路(5)；非線性修正調(diào)節(jié)電路(2)，用于對(duì)鉑熱電阻(1)和橋路電阻電路(3)的非線性進(jìn)行調(diào)節(jié)；橋路電阻電路(3)，根據(jù)鉑熱電阻(1)的阻值隨溫度的變化得到電壓差，輸出至4 20mA變送電路(5)；輸出滿度調(diào)節(jié)電路(4)，用來(lái)對(duì)溫度的測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)；4 20mA變送電路(5)，用于為橋路電阻電路(3)提供+5V電壓基準(zhǔn)源，并接收橋路電阻電路(3)輸出的電壓差，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4 20mA的線性信號(hào)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的溫度變送器，其特征在于所述4-20mA變送電路(5)包括集成 電路IC、電阻R28、三極管Q2和電容C5，集成電路IC的7腳連接電容C5、電阻R28的一端， 電容C5的另一端接集成電路IC的10腳和三極管Q2的集電極，三極管Q2的基極連接集成 電路IC的9腳，三極管Q2的發(fā)射極連接集成電路IC的8腳。
3.如權(quán)利要求2所述的溫度變送器，其特征在于所述非線性修正調(diào)節(jié)電路(2)包括 電位器TZ4和電阻R16，電位器TZ4和電阻R16串聯(lián)在集成電路IC的1腳和11腳之間，集 成電路IC的11腳連接電位器TZ4動(dòng)觸片。
4.如權(quán)利要求2所述的溫度變送器，其特征在于所述橋路電阻電路(3)包括電容C4、 電阻R19、電阻R23、電阻R24、電阻R25和電阻R26和用來(lái)調(diào)節(jié)輸出零點(diǎn)的電位器TZ6，集成 電路IC的2腳連接電容C4和電阻R25的一端，集成電路IC的5腳連接電容C4的另一端 及電阻R23、電阻R24和電阻R26的一端，電位器TZ6連接在集成電路IC的12腳和14腳之 間，電阻R25和電阻R26的另一端接集成電路IC的12腳，電阻R24的另一端接電位器TZ6 的動(dòng)觸片。
5.如權(quán)利要求2所述的溫度變送器，其特征在于所述輸出滿度調(diào)節(jié)電路(4)包括電 阻R22和電位器TZ5，電位器TZ5和電阻R22串聯(lián)在集成電路IC的3腳和4腳之間，集成電 路IC的3腳連接電位器TZ5的動(dòng)觸片。
6.如權(quán)利要求4所述的溫度變送器，其特征在于所述鉬熱電阻⑴為三線制鉬熱電 阻，電阻R23的另一端接鉬熱電阻(1)的2腳，鉬熱電阻(1)的3腳經(jīng)電阻R19接集成電路 IC的14腳，鉬熱電阻(1)的1腳接集成電路IC的2腳。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫度變送器，包括電連接的鉑熱電阻、非線性修正調(diào)節(jié)電路、橋路電阻電路、輸出滿度調(diào)節(jié)電路和4-20mA變送電路，非線性修正調(diào)節(jié)電路對(duì)鉑熱電阻和橋路電阻電路的非線性進(jìn)行調(diào)節(jié)，4-20mA變送電路輸出的線性信號(hào)的非線性誤差小；輸出滿度調(diào)節(jié)電路可以對(duì)溫度測(cè)量范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以保證在較寬測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量的高精度。
文檔編號(hào)G01K7/21GK201680921SQ20102014930
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者張玉芬, 王俊, 遲軍為 申請(qǐng)人:濰坊奧博儀表科技發(fā)展有限公司