專利名稱：溫度變送器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種溫度變送裝置，具體的說，涉及一種能夠對鉬熱電阻與溫度 之間的非線性關系進行修正的溫度變送器，屬于電子技術領域。
背景技術：
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。鉬熱電阻具有測量范圍 大、精度高、穩(wěn)定性好和耐氧化等特點，因此，在中低溫區(qū)得到了非常廣泛的應用。鉬熱電 阻的阻值和溫度之間具有非線性關系，在鉬熱電阻傳感器應用中，經(jīng)常利用不平衡電橋電 路把傳感器的電阻變化轉變?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 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量帶來很大的非線性誤差。特 別是測溫范圍較寬時，其非線性更明顯。根據(jù)國際電工委員會提供的數(shù)據(jù)，鉬熱電阻的電阻-溫度關系式為-200"C _0°C 時Rt = R0(l+At+Bt2+Ct3(t-100))0°C -800 °C 時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。隨著測量范圍的增大，非線性越來越嚴重。當溫度測量范圍為-200°C 850°C時，鉬 熱電阻的最大非線性達到4. 6%，減小溫度測量范圍，將使非線性減小，但是，當精度要求高 或測溫范圍寬時，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RfR1比R,t大得多時，即傳感器電阻的相對變化量RmARc^R1)很小時，式 (3-2)可以作線性化處理U0 = U*R1*R^/(R0+R1)2這時，輸出電壓U0與傳感器電阻的變化量RmZ(Rc^R1)近似成線性關系，此時對測 量精度的影響較小。但隨著傳感器電阻的相對變化量R,t/(RfR1)的增大，非線性誤差越來 越大，因而極大地影響了電橋的測量準確度。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系，因此，供電電源電壓的波動也將直接影響測量精度。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量帶來一定的非線 性誤差。所以，當精度要求高或測溫范圍寬時，就必須解決線性化問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的問題是針對以上不足，提供一種非線性誤差小、測量精度高 的溫度變送器。為解決以上問題，本實用新型所采用的技術方案是溫度變送器，其特征在于所述溫度變送器包括電連接的鉬熱電阻、非線性修正調節(jié)電路、橋路電阻電路、輸出滿度調節(jié) 電路和4-20mA變送電路；非線性修正調節(jié)電路，用于對鉬熱電阻和橋路電阻電路的非線性進行調節(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；輸出滿度調節(jié)電路，用來對溫度的測量范圍進行調節(jié)；4-20mA變送電路，用于為橋路電阻電路提供+5V電壓基準源，并接收橋路電阻電 路輸出的電壓差，將電壓信號轉換成4-20mA的線性信號輸出。作為上述技術方案的進一步改進所述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 和用來調節(jié)輸出零點的電位器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的動觸片。所述輸出滿度調節(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。本實用新型采用上述技術方案，具有以下優(yōu)點非線性修正調節(jié)電路對鉬熱電阻 和橋路電阻電路的非線性進行調節(jié)，4-20mA變送電路輸出的線性信號的非線性誤差?。惠?出滿度調節(jié)電路可以對溫度測量范圍進行調節(jié)，可以保證在較寬測量范圍內(nèi)測量的高精 度。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
附圖為本實用新型實施例中溫度變送器的電路原理圖。圖中，1-鉬熱電阻，2-非線性修正調節(jié)電路，3-橋路電阻電路，4-輸出滿度調節(jié)電路， 5-4-20mA變送電路。
具體實施方式
實施例，如圖所示，溫度變送器，包括電連接的鉬熱電阻1、非線性修正調節(jié)電路 2、橋路電阻電路3、輸出滿度調節(jié)電路4和4-20mA變送電路5，鉬熱電阻1是型號PT100的三線制鉬熱電阻。非線性修正調節(jié)電路2包括串聯(lián)的電位器TZ4和電阻R16，用于對鉬熱電阻1和橋 路電阻電路3的非線性進行調節(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 和用來調節(jié)輸出零點的電位器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。輸出滿度調節(jié)電路4包括串聯(lián)的電阻R22和電位器TZ5，用來對溫度的測量范圍進 行調節(jié)。4-20mA變送電路5包括型號為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電壓基準源，基準電壓源的精度為0. 05%，可帶2. 5mA 的負載電流，并接收橋路電阻電路3輸出的電壓差，將電壓信號轉換成4-20mA線性信號輸
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)、非線性修正調節(jié)電路(2)、橋路電阻電路(3)、輸出滿度調節(jié)電路(4)和4 20mA變送電路(5)；非線性修正調節(jié)電路(2)，用于對鉑熱電阻(1)和橋路電阻電路(3)的非線性進行調節(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)；輸出滿度調節(jié)電路(4)，用來對溫度的測量范圍進行調節(jié)；4 20mA變送電路(5)，用于為橋路電阻電路(3)提供+5V電壓基準源，并接收橋路電阻電路(3)輸出的電壓差，將電壓信號轉換成4 20mA的線性信號輸出。
2.如權利要求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動觸片。
4.如權利要求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和用來調節(jié)輸出零點的電位器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 的動觸片。
5.如權利要求2所述的溫度變送器，其特征在于所述輸出滿度調節(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的動觸片。
6.如權利要求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、非線性修正調節(jié)電路、橋路電阻電路、輸出滿度調節(jié)電路和4-20mA變送電路，非線性修正調節(jié)電路對鉑熱電阻和橋路電阻電路的非線性進行調節(jié)，4-20mA變送電路輸出的線性信號的非線性誤差??；輸出滿度調節(jié)電路可以對溫度測量范圍進行調節(jié)，可以保證在較寬測量范圍內(nèi)測量的高精度。
文檔編號G01K7/21GK201680921SQ20102014930
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權日2010年4月2日
發(fā)明者張玉芬, 王俊, 遲軍為 申請人:濰坊奧博儀表科技發(fā)展有限公司