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深圳市铂电科技有限公司
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PT100温度传感器测量中的误差分析
PT100温度传感器测量中的误差分析如下:
(1)桥电压Vbrg=1V时波动产生的误差
从上面的分析可知,在某一温度时,Pt﹑R0不变,设电桥电压有ΔVbrg(mV)的变化,就会导致VD有 (mV)的变化。在0℃时,ΔR=5W,则VD= =0.013ΔV(mV);若令ΔVD=1mV,则ΔV=76mV,即0℃左右,电桥电压Vbrg有76mV波动,会引起1℃的温度误差;同理在85℃左右,电桥电压有10mV的波动,则会引起1℃的温度误差。可见电桥电压Vbrg=1V时的波动系数给对测温带来的误差是很大的,应将其电压波动限制在1mV的级别上。
(2)运放非线性产生的误差
由于运放的放大倍数应在20~60之间,可将放大倍数定为50;若测温范围是0℃~85℃,则在0℃时,VD=13mV;在85℃时,VD=99.5mV,说明输入信号的范围在13mV~99.5mV之间变化。以平均值50作为放大倍数,此时输入信号为13mV,换算出来的输入电压信号值为12.48mV,ΔVD=-0.52mV,将会引起约1.5℃的误差。由此可见运放的非线性将会带来大约1.5℃的误差,在实际测量中,提高运放线性度以及运放放大倍数均可以减少由运放带来的误差。
(3)A/D转换器非线性带来的误差
在实际应用中会发现,对同一模拟输入信号Vi,经A/D转换得出的数字量会有±1位的跳变,这是由A/D转换器的判断误差造成的。A/D转换器的一位跳变对应的电压值,即为该八位A/D转换器的分辨率,为0.0196V=19.6mV;折算到输入端对应的电压值为0.392mV,将会产生0.392℃的温度误差。
(4)A/D转换器参考电压Vref带来的误差
A/D转换器采用逐次逼近式转换器AD0809,其转换速度较慢,如果输入信号在转换过程中不断变化,则易发生错误,使用时应加采样保持器,且只对本次采样的信号进行转换,以确保转换信号可靠性。另外,在比较转换过程中,Vref的变化会对输出的二进制代码有影响。在模拟输入信号不变的情况下,若Vref变大,会导致输出的二进制代码变小;反之,则变大,从而导致了温度误差。
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