電阻變化型溫度傳感器的輸入轉(zhuǎn)換電路

1、電阻變化型溫度傳感器的輸入轉(zhuǎn)換電路時間：2009-01-03 12:15:10 來源： 作者：電磁閥專家 編號:840 更新日期20110407 071303此種形式之傳感器會因物理量的變化，而造成電阻的變化，如白金感溫電阻，一般其阻抗變化可表示為如下線性式： R(T=R(0+aT其基本的轉(zhuǎn)換電路有分壓法、電阻電橋法、定電流負(fù)載接地法、定電流負(fù)載浮接法、有源電橋法等五種。1. 分壓法： R(T所轉(zhuǎn)換而來的電壓值。故可知 在上圖(a與(b中R(T為傳感器因物理量變化產(chǎn)生的電阻變化量；R 為分壓電阻；V ref 為穩(wěn)定的電壓源；V A (T與V B (T則為由對圖(a而言，當(dāng)R>>R(

2、T時，則 此時V A (T之大小正比于R(T之大小變化，可近似為一線性關(guān)系式，但由于R>>R(T，因此V A (T靈敏度很小。然而若R 越小，則雖VA (T對R(T之變化靈敏度可變大，但其線性誤差也越大，即V A (T與R(T之關(guān)系式愈呈非線性關(guān)系。2. 電阻電橋法：在上圖中之電阻電橋是惠斯登電阻電橋。由電橋的分壓可知 若令R 1=R2=R且R 3=R(0，則輸出電壓 其中，R(0為傳感器在0時之電阻值。由于傳感器的電阻變化可以表示為R(T=R(0+T，則輸出電壓可表示為 當(dāng)R+R(0>>aT時，則感測電路的輸出電壓可簡化為 若進(jìn)一步假設(shè)，則感測電路的輸出電壓可更簡化為

3、 因此，為滿足上兩情況，若R 1=R2=R的電阻值要越大，則可使V(T與溫度值T 間的線性度越好，但靈敏則將會變小，因而使得輸出電壓值V( T易受雜訊的影響。3. 定電流負(fù)載接地法此法是以一個極穩(wěn)定的定電流I ref流過傳感器電阻R(T，則R(T上所產(chǎn)生的壓降值V(T即為物理量的變化值。如下圖所示， 因此，輸出電壓值為V(T=I ref ×R(T=I ref ×(R(0T在上式中，輸出電壓V(T和溫度T 間為線性關(guān)系式。但此法最大的問題在于，要得到穩(wěn)定的負(fù)載接地之定電流源并不容易。4. 定電流負(fù)載浮接法如下兩圖所示， 其中差異僅在于輸入之參考電壓。由于運算放大器之輸入正負(fù)兩極間阻抗很大，因此 V(TI ref ×R(T 其中，ref 須為穩(wěn)定電壓源，而R1則為固定電阻，故I ref即可成為穩(wěn)定電流源。由虛短路可知v = v = 0 Volt，所以I ref ×(R(0T由于I ref是定電流，因此輸出電壓V(T與溫度T 間為線性關(guān)系式，但此種方法會因v 直接接地，而易受雜訊干擾。5. 有源電橋法此法電路如下圖。與定電流負(fù)載浮接法相比較，其差異在于v 并不是直接接地，因此可避免雜訊干擾。 由虛短路可知 所以 由于運算放大器之正負(fù)