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數(shù)字溫控器的高精度測溫設(shè)計(jì)

作者:王昌世(南昌溫度測控實(shí)驗(yàn)室,江西南昌330002) 時(shí)間:2021-09-01 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

作者簡介:王昌世(1957-),男,碩士,高級(jí)工程師,主要研究方向?yàn)闇囟葴y量與控制。

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/202109/427951.htm

摘要:選用芯片(Si7051)對(duì)熱電偶做;為做溫度?電壓的轉(zhuǎn)換,在熱電偶分度表中做高密度雙向線性插值;用三線Pt100做動(dòng)肩構(gòu)成不平衡電阻橋來檢測熱電阻值;通過解析法求解Pt100的一元四次熱電阻方程得到溫度;使用高精度Σ-Δ且有易驅(qū)動(dòng)功能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC);選用ARM Cortex-3結(jié)構(gòu)的高性能32位微處理器。綜合這些技術(shù),能使測溫分辨率達(dá)到0.001℃。對(duì)以上相關(guān)內(nèi)容的以及在上的編程實(shí)現(xiàn)是本文論述的重點(diǎn)。文中所述不僅是對(duì)溫度測量,對(duì)其它微弱電量、非電量(如壓力,重量等)信號(hào)的測量也是有借鑒作用的。

0   引言

不少仍沿用傳統(tǒng)的測溫電路結(jié)構(gòu):傳感器→ 濾波→ 前置放大1 → 傳感器類型切換→ 前置放大2 → 再濾波→ ADC → MCU 處理。而且ADC 通常集成在MCU 中,這不僅分辨率較低(多為12 位或以下),參考電源又多不可變。此種結(jié)構(gòu)元件多,噪聲大,不適合高精度測控。以熱電偶為例,在0 ~ 661 °C的量程內(nèi),分辨率很難超過0.1 °C。精度也難超過0.5%image.png1631081939725930.png是溫度的絕對(duì)值溫度,單位是°C )。近幾年,許多IC 公司針對(duì)熱電偶這樣的微伏級(jí)的弱傳感器信號(hào),將上述傳統(tǒng)測溫結(jié)構(gòu)集成到一起,推出了高分辨率(16 位、20 位和24 位),且有多通道的ADC,如[1]。這為設(shè)計(jì)提供了一種好的選擇。

1   電路設(shè)計(jì)

1.1 電路結(jié)構(gòu)

圖1 所示是比較常規(guī)的設(shè)計(jì),相對(duì)簡單。沒有了專門的信號(hào)放大、通道切換電路,濾波電路也是最簡單的一階無源RC。

1.2 溫度傳感器

通常,溫控器要求配接2 大類傳感器,熱電偶(TC)和熱電阻(RTD)。

1630476270279584.png

圖1 溫控器高精度測溫電路結(jié)構(gòu)

1.2.1 熱電偶

最新的熱電偶國際標(biāo)準(zhǔn)是2013 年版的IEC60584—1:2013,與之等同(IDT)的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T1639.1—2018[4]。標(biāo)準(zhǔn)把熱電偶分成多種型號(hào)(E、K、J 等),其中E 型靈敏度最高[3]。它適合做相對(duì)高精度測溫。從高精度的視角,應(yīng)選購1 級(jí)誤差( 0.004 ×1631082000762025.png,1631082006914573.png是?40 ~ 800 °C溫度)[4]、護(hù)套和結(jié)點(diǎn)隔離 [3] 但要和屏蔽層相連的E 型,以便差分連接并減少噪聲。

1.2.2 RTD

在溫控器中,這一般指Pt100,其現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)是IEC 60751:2008,等同的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T30121—2013[5]。Pt100 熱電阻公式如下[5]

1630476417792866.png

其中,t 的單位是°C ; Rt 是Pt100 的阻值; R0 是Pt100在0 °C 時(shí)的電阻( 100 Ω )[5](下同)。

Pt100 的誤差(或稱允差)等級(jí)分4 級(jí)[5],這里選擇最高的 AA 級(jí)( ±(0.1+ 0.001 7)1631082066202776.png1631082086664735.png在 ?50 ~ 250 °C );或A級(jí)(次高級(jí),±(0.15 + 0.002)1631082170600909.png),1631082174598249.png在?100 ~ 450 °C)。

1.3 檢測溫度信號(hào)

1.3.1 熱電偶

1)低通濾波

由于是電壓信號(hào),經(jīng)過簡單的一階RC低通濾波就可以和的差分輸入直連[2]( CH2-CH3, 1630476483219209.png),如圖2 所示。濾波器的截止頻率

image.png。

image.png

圖2 溫度檢測及ADC電路圖

2)冷端(又稱參比端[4])補(bǔ)償熱電偶測溫要解決一個(gè)問題。具體做法是:

①用高精度測溫芯片測量TC 的冷端溫度tcj[6]。

②由于溫度? 電壓的非完全線性關(guān)系,須在E 型分度表[4],用線性插值算法,把tcj 還原成電壓Vcj[3]

③把Vcj 加到TC 的輸出電壓Vtc 上,作為TC 的輸出電壓一部分。

測溫芯片除用Si7051 外,還可選用TMP275(分辨率可達(dá)0.065 °C)和 ADT7410(0.007 8 °C)。

3)輸出電壓范圍。對(duì)E 型熱電偶,在?68 ~ 661 °C測溫范圍,查分度表[4],對(duì)應(yīng)的電壓( Vi )范圍是?3.711 ~ 49.997 mV。為提高分辨率,可以縮小量程并加大GAIN。FS 和GAIN 的定義見1.4。

圖2 中,熱電偶符號(hào)中的“M”表示屏蔽端。

1.3.2 Pt100

需要把非電量的電阻變成電壓信號(hào),二線Pt100 的引線誤差,不能消除,測溫偏差大(r = 0.225 Ω時(shí),約為1 ~ 1.5 °C)。三線 Pt100 不平衡電阻電橋如圖 3(或圖2)所示。image.png是引線電阻;image.png是固定電阻;image.png,ΔR 表示相對(duì)R0 的隨溫度變化量,有正負(fù);Vcb 是橋路電源; Vb 是不平衡時(shí)橋壓。三線Pt100 電橋?qū)σ€誤差是可控的。

在本溫控器設(shè)計(jì)中測溫范圍依精度高低分二檔:

①(?68 ~ 68) °C,分辨率為0.001 °C;

②(?68 ~ 466) °C,分辨率為0.007 °C。

但以下的設(shè)計(jì)論述中,僅以①為例。

image.png

圖3 三線Pt100電阻橋分析模型

1.3.2.1 電橋設(shè)計(jì)

1)電阻選擇

①實(shí)測, 2 m 長的 Pt100 引線電阻 r = 0.225Ω,按20 m 以內(nèi)要求, 約為2.25 Ω 。再按式(4), 要求R1 、R2 在r 千倍以上,以減少引線誤差。所以取image.png= ≥2.25 kΩ;

②流經(jīng)Pt100 的電流( I p )要不大于1 mA [5],以控制自熱。但也不能太小,否則影響電橋測阻靈敏度,實(shí)際可取I p = (1 ~ 2) mA;

③電阻越大,噪聲越大[8],從這個(gè)角度看,電阻越小越好;

④電橋在0 °C 應(yīng)保持平衡( Vb = 0 ),要求:

1630483741326868.png

⑤考慮Vcb 用TL431 產(chǎn)生,所以選取 Vcb ≥ 2.5 V(見下)。綜合上面4 點(diǎn),R1=R2= 2 400 Ω。結(jié)合式(3)就有

1630483784839673.png

R1 ~ R3用精度為 0.01%、溫度系數(shù)為5×10?6 /°C的貼片電阻(批量時(shí)約0.45 元/ 個(gè))。這個(gè)要求很重要。

2) Vcb 選擇及橋壓輸出范圍選擇

由式(9)可知, Vcb 的選擇與測溫范圍( ΔR )、橋壓Vb 范圍、橋路電阻選擇有關(guān)。在測量范圍①,當(dāng) ΔR = 26.31Ω時(shí),若選取 image.png (4 就是GAIN),此時(shí),依據(jù)式(9) Vcb = 5 000 mV,再由式(9)可得:在 ?68 °C 時(shí), Vb = ?52.2 mV ,所以Vb 的范圍是(?52.2 ~ 50) mV。橋壓Vb 也經(jīng)低通濾波( R89 、R90 、C26 和C33 ) 后進(jìn)入ADC 的差分通道(CH0-CH1,image.png)。

1.3.2.2 三線電橋[10]

先假如image.png,并依據(jù)式(6),這時(shí)橋壓:1630483978621332.png

而當(dāng)引線電阻image.png也考慮式(3),這時(shí)橋壓:

1676259078756941.png

其中,

1630484196869134.png

可以假設(shè):

1630484273513228.png

則Vbr 、VG 式中與r 相加項(xiàng)里的r 就可以忽略,因而有

1675998836198030.png

1675998852531271.png


再對(duì)VG 考慮另2 個(gè)因素:

1676266753344243.png

1676266783228682.png

可得:

1630484485688645.png

為保證測溫分辨率高于0.001,要求式(4b)中

1630484542978872.png

這在實(shí)際中是可以做到的。這樣,式(4a)中可取image.png于是有:

1676267286194044.png     (5)

這時(shí)相對(duì)誤差

1630484692145822.png

式(6)表明,① ε 可正可負(fù),因?yàn)棣 、image.png可正可負(fù);② ΔR 越小,即溫度越接近0 °C ,相對(duì)誤差ε 越大;③依據(jù)式(3a),ε = 0 。

上述①,②兩點(diǎn)和一般的感性認(rèn)識(shí)一致。

現(xiàn)用實(shí)例說明如下:如前述, 2m 長時(shí),引線電阻r = 0.225Ω,若ΔR = 0.195 (對(duì)Ω應(yīng)溫度 0.5 °C)[5],又讓R1 = 2402 Ω,R2 = 2400 Ω,則由式(3),

1630484827553510.png

這個(gè)相對(duì)誤差很小,而且溫度高于0.5 °C后,誤差還會(huì)逐漸再減小。綜合上述,只要滿足式(3a),就能把引線電阻r影響降到1630484873625270.png以內(nèi),甚至更?。ǜ鶕?jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì))。

而參考文獻(xiàn)[10] 指出的分析條件image.png與此有差異,是否變?yōu)槭剑?a)更好呢?

要特別注意的是,如果三線電阻不等(即image.png這在實(shí)際中是存在的)則會(huì)引入誤差,此時(shí),這里的三線電路也不能完好解決問題。所以在購買時(shí)要向供應(yīng)商提出三線相等的要求。

1.4 ADC的選擇和使用

選用(簡稱2486),主要是以下4 個(gè)原因[1]。

①綜合分辨率高,誤差小。名義上是16 位,實(shí)則17 位(包含符號(hào)位)的分辨率。理想情況下,可分辨1 μV電壓。

②有2 個(gè)差分通道,正好滿足一般溫控器對(duì)熱電偶和Pt100 的輸入需求,不需外加切換電路(會(huì)引入噪聲誤差)。

③有內(nèi)置的可編程增益放大器(PGA, 1 ~ 256 ,分8 級(jí))。

④噪聲低,誤差小。

1.4.1 ADC應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

LTC2486 與傳感器、 的接口電路如圖2。

1)Vcc 和REF + , REF ? 電壓設(shè)計(jì)

①考慮到2486 耗電低( 0.8 mW)和精度,Vcc 選

擇由參考電壓供電,TL431 經(jīng)5 V 產(chǎn)生輸出1630655880917292.png;

②定義ADC_Data 為轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù);GAIN 為內(nèi)部增益值; Vref是參考電壓;Fs 是滿度電壓,F(xiàn)s = 0.5Vref[1]。

一般忽略轉(zhuǎn)換誤差(偏移、非線性等),轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與Vref 成反比, 即ADC_Data =  1630655916229222.png 。這樣,Vref 越小,LSB 能分辨的電壓越小。但Vref 也不能太小,不要小于400 mV [8]。這里取REF+ = 400 mV。

③ 2486 的參考正電源(REF+)用較高精度的芯片(0.5%)LT6650 產(chǎn)生。該芯片在輸入5 V 時(shí),可調(diào)輸出(0.4~4)V。

④ REF- 接地。Vref = REF + ?REF? = 400 mV,F(xiàn)s =1630655982501875.png =200 (mV) 。

2)GAIN 的選取

為實(shí)現(xiàn)滿度轉(zhuǎn)換(正的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)達(dá)到0×10000),對(duì)熱電偶,按1.3.1節(jié),GAIN =1630656015966036.png≈ 4,取 4對(duì) Pt100,按 1.3.2 節(jié),GAIN =1630656053824397.png= 4。注意GAIN 取值越大,噪聲越大[1],ADC_Data 值波動(dòng)越大。GAIN 的選擇可通過控制器的按鍵來實(shí)現(xiàn)。

3)與STM32F103(簡稱F103)的接口

通過四線SPI 與F103 接口。

①雙向方式,F(xiàn)103 為主,2486 為從;

② F103 用的是3.3V 工作電壓,而2486 用5V ,中間要有電平轉(zhuǎn)換。為此,F(xiàn)103 的出信號(hào)(MOSI、SCK、NSS) 應(yīng)設(shè)置為開路(OD), 上拉電阻為(3.3 ~ 5.1) kΩ ;而 2486 的輸出信號(hào) SDO 則應(yīng)通過電阻分壓到3.3 V 后連到F103 的MISO。如圖2 所示。

2   編程

在IAR 7.20.5.624 版下進(jìn)行。用最新在2011 年發(fā)布的3.5.0 版[9] 庫函數(shù)。

2.1 F103與LTC2486接口編程

2.1.1 SPI初始化函數(shù)

1)程序

void SPI2_Init(void)

{

參照庫函數(shù)編程。只是要注意設(shè)置PB13,PB15 線為復(fù)用漏極開路輸出。此方式是為了在F103 與2486 間進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_15;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_

OD;}

2.1.2 向2486寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)

1)程序

void SPI2_reg_write(u8 data)

{

① SPI2->DR = data; // 把數(shù)據(jù)放到SPI2 口的數(shù)據(jù)寄存器并發(fā)出;

② while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2,SPI_I2S_

FLAG_RXNE) == RESET);

}

2)程序注釋

語句②判斷寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是否成功。類似的語句在SPI 和I 2C 的庫函數(shù)中有很多,必須理解。限于篇幅,這里不多做介紹,詳見參考文獻(xiàn)[9] 和[13]。

2.1.3 從2486讀出1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)

直接從SPI2 口的數(shù)據(jù)寄存器讀出即可。不用函數(shù)。即:b = SPI 2→ DR;b 是無符號(hào)字節(jié)變量。

2.1.4 讀取2486的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)函數(shù)

1)算法

讀取數(shù)據(jù)前,先要對(duì)2486 的工作方式進(jìn)行設(shè)置(寫)。不同要求,設(shè)置也不同。這里僅是一例。注意缺省值的使用。

①通常選擇2486 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率為6 次/s 。也可選12 次/s ,但這會(huì)使精度降低[1],一般不選用。

②選擇轉(zhuǎn)換通道。在4 個(gè)單端或2 個(gè)差分通道作選擇。

③選擇GAIN 值。根據(jù)1.4.1 所述,進(jìn)行不同選擇。

在此之后,就可以讀取數(shù)據(jù)了。

④ 2486 在轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)會(huì)在SDO 引腳輸出1 bit 低電平,它可作為轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志(即EOC 信號(hào))來判斷,一般用查詢方式。

⑤ 2486 每次轉(zhuǎn)換后會(huì)輸出3 個(gè)8 位字節(jié)數(shù)據(jù)。每個(gè)輸出字節(jié)與1 個(gè)寫入字節(jié)數(shù)據(jù)同步進(jìn)行。所以,正確的時(shí)序是:即先寫1 個(gè)字節(jié),之后緊跟著讀1 個(gè)字節(jié);再寫1 個(gè)字節(jié),之后再讀1 個(gè)字節(jié),反復(fù)進(jìn)行。如果要讀的字節(jié)數(shù)多于有效的寫字節(jié),用寫0 數(shù)據(jù)代替(空寫)。

2)程序

Void Get2486Data(void)

{

u8 b,c,d;

③ LTC2480_CS_LOW;

④ Delay_us(30);

⑤ while((GPIOB->IDR&0x4000)!=0)

⑥ SPI2_reg_write(0xa0);

⑦ Delay_us(5);

⑧ b=SPI2->DR;

⑨ SPI2_reg_write(0x81);

⑩ Delay_us(5);

? c=SPI2->DR;

? SPI2_reg_write(0x0);

? Delay_us(5);

? 14d=SPI2->DR;Delay_us(5);

? 15LTC2480_CS_HIGH;

}

注釋:

語句③是讓2486 的片選= 低,開始讀數(shù)據(jù)。

句④是延時(shí)30 微妙,等待時(shí)序穩(wěn)定(下同)。

句⑤邊等待邊判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。

句⑥是向2486 寫一個(gè)字節(jié)-- 選擇差分通道0。

句⑧是讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。這是高字節(jié),包含符號(hào)位。

句⑨是向 2486 寫第二個(gè)字節(jié) -- 選擇GAIN = 4。

句⑩是讀第二個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。是數(shù)據(jù)的bit11~bit4。

句?是向2486 寫第三個(gè)字節(jié)—空操作。

句?是讀第三個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。是數(shù)據(jù)的bit3~bit0。

句?讓2486 的片選= 高,結(jié)束讀數(shù)據(jù)。

2.1.5還原ADC輸入電壓值Vi。

1)算法

①對(duì)熱電偶

image.png

②對(duì)Pt100

image.png

(2)程序(略)。

2.2 熱電偶測溫編程

2.2.1 把熱電偶溫度還原到電壓程序

1)算法

參見1.3.1 2)。具體算法是:

①在 (?68 ~ 68) °C(冷端所處溫度通常為環(huán)境溫度),分12 段進(jìn)行線性插值, 10 °C 為一個(gè)間隔(取10 的整數(shù)倍為分割點(diǎn));

②設(shè)Th 、Vh 、Te 、Ve 、Tcj 、Vcj 為float(浮點(diǎn))變量,分別表示每段的首點(diǎn)溫度;首點(diǎn)電壓;末點(diǎn)溫度;末點(diǎn)電壓;補(bǔ)償溫度;補(bǔ)償電壓。

③為保證插值線不間斷,前一段的末點(diǎn)值要等于后一段首點(diǎn)值。

④調(diào)用函數(shù)CalculateTC_voltage(floatTh,floatTe,floatVh,floatVe,floatTcj),計(jì)算補(bǔ)償電壓值:

image.png

⑤把Vcj 加到熱電偶的輸出電壓( Vtc )中,即1630656440969136.png。

2)程序(略)

2.2.2 由電壓Vi計(jì)算溫度t的程序

在(?68 ~ 661) °C的測溫范圍內(nèi),仍以10 °C為間距在分度表中做線性插值。

1)算法

類似上面“2.2.1-1)算法”的線性插值算法。不同的是,輸入是電壓Vi ,結(jié)果是溫度t。具體是:①、②、③同上;

⑥調(diào)用函數(shù)CalculateTC_temperature floatTh ,floatTe , floatVh , floatVe , floatVi),由Vi 計(jì)算最終的測溫值t:

1630656524752874.png

2)程序(略)

2.3 線性插值法

以220 ~ 230 °C段插值為例,顯然,誤差最大發(fā)生在中點(diǎn)225 °C。令tn ,Vn 為標(biāo)準(zhǔn)溫度和電壓,tn = 225 °C,Vn =15.287 (mV)[4]。這時(shí)Th = 220 , Te = 230 ,Vh = 14.912 mV, Ve = 15.664 。假設(shè)對(duì)熱電偶測量電壓Vi 是準(zhǔn)確的,按式(8),計(jì)算溫度

image.png

絕對(duì)誤差 δ = ti? tn = 224.986 ? 225 = ?0.014 (°C)。滿足精度要求。如需更高精度,可讓插值間距更小。

除線性插值法外,也可采用計(jì)算分度函數(shù)及反函數(shù)方法[7]

2.4 Pt100測溫編程

2.4.1 把Vi0 換算成電阻Rt 的程序

1)算法

依據(jù)式(5),當(dāng)滿足式(3),則橋壓

1676259007782253.png

從中分離出

1676258929335964.png

①計(jì)算ΔR

式(10)中, Vbr 即是Vi0 。該式的右邊各量均已在前面給出,所以ΔR 可算出。

②計(jì)算Rt

image.png

2)程序(略)

2.4.2 求解熱電阻方程的程序

1)算法

將熱電阻方程(1)(2)稍作變形,就有:

image.png

image.png

代入R0 =100和A = 3.9083×10?3 °C?1,B = ?5.775×10?7 °C?2, C = ?4.183×10?12 °C?4(見文獻(xiàn)[5]),

可得當(dāng)?200≤t≤0,有:

1630657339468261.png

當(dāng)0 < t≤850,有:

image.png

對(duì)式(11)標(biāo)準(zhǔn)形式的一元4 次方程1630657455786470.png可有如下解析方法求 4 個(gè)根[11],算法為:

①定義18 個(gè)float 變量:a,b,c,d,e, Δ1 , Δ2 ,Δ , t1 , t2 , t3 , t4 , y1 , y2 , y3 , y4 , y5 , y6 ,

②讓a = 0.000004183,b = ?0.0004183,c = 0.5775,d = ?3908.30,e = Rt - 100 ;

③計(jì)算Δ1 =c2 ? 3bd +12ae;

④計(jì)算Δ2 = 2c3 ? 9bcd + 27ad 2 + 27b2c ? 72ace;

1630657530108182.png1631081446383351.png

開始求根:

?第一根計(jì)算image.png;

?第二根計(jì)算image.png ;

?第三根計(jì)算image.png

?第四根計(jì)算image.png。

算法結(jié)束。

說明:也可以用其他方法求解此方程,如數(shù)值計(jì)算中牛頓或二分迭代法[12]。但此法更易上手。

2)程序(略)

3   溫控器測溫精度分析及數(shù)據(jù)記錄

3.1 精度分析

測量精度通常會(huì)小于分辨率,也就是說高分辨率是高精度的基礎(chǔ)。

3.1.1 熱電偶

參見 1.3.1 和 1.4.1 節(jié),當(dāng)GAIN = 4,4× 49.99 ≈200 (mV) = Fs,此時(shí),1LSB 對(duì)應(yīng)的溫度分辨值為1630657704400308.png= 0.01 ( C) °,精度 [5] 為 0.004 image.png 。可對(duì) K 或其它型熱電偶做類似精度分析。考慮到在同樣的量程下,要達(dá)到Fs 值,需要取更大的GAIN,這將降低一些分辨率。

3.1.2 Pt100

①按1.4.1節(jié),當(dāng)GAIN = 4,達(dá)到滿度值Fs,這時(shí)1LSB對(duì)應(yīng)的測溫分辨值為1630657755988213.png= 0.00104 ≈ 0.001 ( ℃),精度[5]為±(0.1+ 0.0017 image.png )。例如,顯示值是68 °C,因?yàn)?8 ? 0.1? 0.0017 × 68 = 67.8864, 68 + 0.1+ 0.0017 × 68 =68.1156,所以實(shí)際溫度可能是 (67.8864 ~ 68.1156) °C之間的一個(gè)值。注意,考慮電路設(shè)計(jì)的綜合噪聲因素(包括元件精度的選擇),有時(shí),可能達(dá)不到上述比較理想分辨率的狀況。

3.2 數(shù)據(jù)記錄

圖4 顯示的是STC 溫控器測試的環(huán)境溫度時(shí)所得,值為20.693 °C。表 1、表 2 則是該溫控器連續(xù)測試的數(shù)據(jù)記錄,一個(gè)用Pt100,另一個(gè)是E 型熱電偶。這些值有時(shí)能保持~ 10 ~ 13 s ,一般~ 4 ~ 5 s ,表明該溫控器的 Pt100 能分辨0.001 °C,熱電偶能分辨0.014 °C。實(shí)現(xiàn)了高精度。

image.png

圖4 用Pt100的溫控器能分辨0.001 ℃

image.png image.png

測試說明:測試時(shí),為保持環(huán)境溫度相對(duì)穩(wěn)定,要減少空氣流動(dòng),減少熱源。并在溫度穩(wěn)定后(約10 ~ 15 min )開始測量。

4   結(jié)束語

溫控器的高精度溫度測控任重道遠(yuǎn),探索包括四線Pt100 使用在內(nèi)的更新的測溫技術(shù)來提高測溫精度將是本實(shí)驗(yàn)室的下一個(gè)前行目標(biāo)。

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(本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年8月期)



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