[发明专利]一种基于铂电阻的温度测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种基于铂电阻的温度测量系统，该系统包括铂电阻R_t、电流源1、模数转换器2、计算模块、参考电阻R₁和分压电阻R₂，所述电流源1用于提供稳定的电流，所述模数转换器2用于将铂电阻R_t压降与参考电阻R₁压降的差值进行模数转换，并将转换结果传递至计算模块，所述计算模块用于接收所述转换结果，并根据所述结果获得铂电阻R_t的电阻值，进而获得温度值。该系统硬件电路结构简单，器件少，调试方便并且系统具有优良的稳定性，以低成本获得高精度的测量结果，其测量精度高达0.05度。

技术领域

本发明涉及现代信息技术领域，主要涉及温度测量领域，尤其涉及一种铂电阻温度测量系统及其测量方法。

背景技术

温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在科学研究和工业生产领域，温度是各种物质的物理、化学变化的重要条件。在精密化学、生物医药、精密加工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量，因此研究温度测量系统和测量方法具有重要的意义。

目前，温度测量方法总体上可以分为接触法测温和非接触法测温两大类，其中后者由于利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体的温度，因此，此方法一般在物体温度在1000度以上时精度较高，此时误差可达5～10度。接触法测温选择一种在一定温度范围内随温度变化的物理量作为温度的标志，根据所依据的物理定律，由该物理量的数值显示被测物体的温度，例如利用液体体积的变化来指示温度的玻璃液体温度计、利用压强的变化来指示温度的工业用压力表式温度计、利用电动势的变化来指示温度的热电偶温度计和利用电阻的变化来指示温度的铂电阻温度计。

铂电阻温度计具有精度高、稳定性好、响应快的特点，因而获得了广泛的应用。铂电阻的阻值与温度存在如下式(3)所示的关系：

其中，其中，R_t表示铂电阻阻值，R₀为常数，t为温度，系数A＝3.90802×10^-3，B＝-5.8×10^-7，C＝-4.2735×10^-12。铂电阻阻值与温度关系的二次方和三次方项的系数非常小，因此，线性度非常高。基于此关系式，测量温度即可转化为测量铂电阻的阻值，0.05度的测温精度，相当于0.2欧姆的电阻测量精度。

目前基于铂电阻的温度测量方法，基本都需要一个精度很高的电流源或电压源，再利用电桥、或与标准电阻比较电位差再进行放大等方法测量铂电阻的阻值，再经换算得到温度。这些方法面临几个问题：1)高精度电流源的获得一般需要配套一个非常复杂的电路来实现，增加了整个测温电路的复杂度，同时增大了调试的复杂性，降低了整个测温电路的稳定度；2)对电路中元器件的精度、温度稳定度的要求非常高，增加了电路的成本；3)采用集成电流源芯片获得稳定度高的电流是另一个选择，目前在高精度温度测量方面，相关应用并不多。

由于上述原因，本发明人对现有的基于铂电阻的测量温度的系统和测量方法进行了深入研究，以便设计出一种结构简单、调试方便、成本低，精度高的测量系统。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面、一种基于铂电阻的温度测量系统，其特征在于，该温度测量系统包括铂电阻R_t、电流源1、模数转换器2、计算模块、参考电阻R₁和分压电阻R₂，

所述模数转换器2用于将铂电阻R_t压降与参考电阻R₁压降的差值进行模数转换，并将转换结果传递至计算模块，