Pt電阻溫度傳感器批量測試系統(tǒng)的信號調(diào)理模塊的設(shè)計(jì)

1、恒流源的誤差γ1

　　恒流源的誤差γ1來源有TL431的誤差γ11、TLC2652的誤差γ12及圖2中電阻R6的誤差γ13。假設(shè)系統(tǒng)工作環(huán)境的溫度變化ΔT=10℃， TL431的電壓的溫漂為20ppm/℃可以計(jì)算出：

γ11= 20×10-6×10=2×10-4

　　由TLC2652的輸入偏置電流為60pA（最大值）、輸入失調(diào)電流為60pA（最大值），可以計(jì)算出：

γ12=（60×10-12+60×10-12）/（0.5×10-3）=2.4×10-7

　　恒流源電路中的電阻R6為精密電阻，其溫漂為2ppm/℃，可以計(jì)算出：

γ13=2×10-6×10=2×10-5

　　則：γ1= ≈2×10-4

　　2、引線電阻產(chǎn)生的誤差γ2

　　在本設(shè)計(jì)中，對Pt溫度傳感器進(jìn)行測試時(shí)采用的四線制接線方式可消除因連線過長而引起的誤差。如圖1中所示的Ptn的等效形式，其中Rn1、Rn2、Rn3和Rn4為引線電阻和接觸電阻，且阻值相同。Rn1、Rn2是電壓檢測回路的引線電阻，Rn3、Rn4是恒流源回路的引線電阻。這種電路在測量電壓時(shí)，由Rn1和Rn2的電壓降引起的測量誤差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Pt電阻溫度傳感器兩端的電壓的值，可忽略不計(jì)。Rn3和Rn4因?yàn)槭呛秃懔髟创?lián)連接，故也可忽略。因此γ2≈0。

　　3、電子開關(guān)導(dǎo)通電阻產(chǎn)生的誤差

　　本系統(tǒng)的電子開關(guān)采用了八選一的CMOS模擬開關(guān)CD4051，其導(dǎo)通時(shí)的電阻約為幾百歐，但我們可以把Ka導(dǎo)通電阻看作恒流源電路中的運(yùn)放的差模輸入阻抗的一部分。Kb的導(dǎo)通電阻可以看作放大電路中的運(yùn)放的輸入阻抗的一部份，所以γ3≈0

　　4、放大電路的誤差

　　根據(jù)TLC2652特性可知，其輸入失調(diào)電壓為0.5μV～1μV；失調(diào)電壓漂移為0.003μV/ oC；假設(shè)系統(tǒng)工作環(huán)境的溫度變化ΔT=10℃ ，可以計(jì)算出放大電路的誤差γ4：

γ4=1×10-6+0.003×10-6×20≈0.5×10-6

　　所以信號調(diào)理模塊的最大測量誤差γ為：

γ= （3）

　　由于γγ總，所以此信號調(diào)理模塊的測量精度滿足要求。

　　六、結(jié)論

　　本文介紹的Pt電阻溫度傳感器的測試原理及方法具有通道容量大、測量速度快、使用方便、穩(wěn)定可靠、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且在溫度傳感器測試領(lǐng)域中有著極為廣闊的應(yīng)用前景，不但能解決Pt電阻溫度傳感器生產(chǎn)與檢測過程中的實(shí)際問題，還可實(shí)現(xiàn)對Pt溫度傳感器的參數(shù)進(jìn)行高速、高精度、批量的測量。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 樊尚春.傳感器技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

　　[2] 張斌. 基于TLC2652的高精度放大器[J]. 電子產(chǎn)品世界. 2003，（13）.

　　[3] 楊栓科. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．高等教育出版社，2003.

　　[4] 蘇文平．新型電子電路應(yīng)用實(shí)例精選[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，2000：1-251