[实用新型]温度变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度变送装置，具体的说，涉及一种能够对铂热电阻与温度之间的非线性关系进行修正的温度变送器，属于电子技术领域。

背景技术

目前，铂热电阻是工业生产过程中最常用的温度传感器。铂热电阻具有测量范围大、精度高、稳定性好和耐氧化等特点，因此，在中低温区得到了非常广泛的应用。铂热电阻的阻值和温度之间具有非线性关系，在铂热电阻传感器应用中，经常利用不平衡电桥电路把传感器的电阻变化转变为电压，但是由于桥臂电阻和电桥输出电压之间存在非线性关系，铂热电阻的非线性和不平衡电桥固有的非线性给温度测量带来很大的非线性误差。特别是测温范围较宽时，其非线性更明显。

根据国际电工委员会提供的数据，铂热电阻的电阻-温度关系式为：

-200℃-0℃时：R_t＝R₀(1+At+Bt²+Ct³(t-100))

0℃-800℃时：R_t＝R₀(1+At+Bt²)

其中，A＝3.90802×10^-3；B＝-5.802×10^-7；C＝-4.27350×10^-12，图中R_t为铂热电阻。随着测量范围的增大，非线性越来越严重。当温度测量范围为-200℃～850℃时，铂热电阻的最大非线性达到4.6％，减小温度测量范围，将使非线性减小，但是，当精度要求高或测温范围宽时，就必须解决非线性问题。

不平衡电桥的非线性：常用的不平衡电桥测温电路输出电压U₀为：

U₀＝U₀(R₂/(R₀+R₂)-R₁/(R_t+R₁))    (3-1)

令R₁＝R₂，R_t＝R₀+R_Δt，可得

U₀＝U*R₁*R_Δt/((R₀+R₁)(R₀+R₁+R_Δt))(3-2)

当R₀+R₁比R_Δt大得多时，即传感器电阻的相对变化量R_Δt/(R₀+R₁)很小时，式(3-2)可以作线性化处理：

U₀＝U*R₁*R_Δt/(R₀+R₁)²

这时，输出电压U₀与传感器电阻的变化量R_Δt/(R₀+R₁)近似成线性关系，此时对测量精度的影响较小。但随着传感器电阻的相对变化量R_Δt/(R₀+R₁)的增大，非线性误差越来越大，因而极大地影响了电桥的测量准确度。另外，由式(3-2)可知，电桥输出电压U₀与电桥供电电源的电压成正比关系，因此，供电电源电压的波动也将直接影响测量精度。

铂热电阻的非线性和不平衡电桥的非线性都给最后的温度测量带来一定的非线性误差。所以，当精度要求高或测温范围宽时，就必须解决线性化问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对以上不足，提供一种非线性误差小、测量精度高的温度变送器。

为解决以上问题，本实用新型所采用的技术方案是：温度变送器，其特征在于：所述温度变送器包括电连接的铂热电阻、非线性修正调节电路、桥路电阻电路、输出满度调节电路和4-20mA变送电路；

非线性修正调节电路，用于对铂热电阻和桥路电阻电路的非线性进行调节；

桥路电阻电路，根据铂热电阻的阻值随温度的变化得到电压差，输出至4-20mA变送电路；

输出满度调节电路，用来对温度的测量范围进行调节；