高精度快速多通道鉑電阻測(cè)溫在面向過程安全的量熱儀器、熱值計(jì)量儀器、質(zhì)量比較儀等科研儀器研制中被廣泛使用�，F(xiàn)有的多通道鉑電阻測(cè)溫系統(tǒng)普遍采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器或變壓器分時(shí)復(fù)用實(shí)現(xiàn)通道數(shù)量擴(kuò)展,存在測(cè)溫精度隨測(cè)量通道數(shù)增加而降低的問題,無法滿足上述儀器測(cè)量精度進(jìn)一步提升的需求。本論文針對(duì)這一現(xiàn)狀,提出了基于交叉輪詢結(jié)構(gòu)的多通道高精度測(cè)溫方法,開展了其主要誤差分析與修正研究。具體內(nèi)容如下。首先,根據(jù)電阻比率法測(cè)溫原理,分析經(jīng)典多通道電阻測(cè)溫結(jié)構(gòu)的局限性,提出基于交叉輪詢方式的多通道測(cè)溫結(jié)構(gòu),進(jìn)行相關(guān)理論公式推導(dǎo)及誤差來源分析。其次,實(shí)現(xiàn)了基于交叉輪詢結(jié)構(gòu)的多通道測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用多路模擬開關(guān)陣列及開發(fā)的相應(yīng)固件實(shí)現(xiàn)任一模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)所有電阻的輪詢采樣,任一電阻被所有模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輪詢采樣,并根據(jù)交叉輪詢理論公式實(shí)現(xiàn)阻值計(jì)算。多通道測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的多通道測(cè)溫系統(tǒng)克服了測(cè)量精度隨通道數(shù)增加而降低的不足。再次,針對(duì)交叉輪詢結(jié)構(gòu)測(cè)溫系統(tǒng)誤差來源,開展了基于RBC的系統(tǒng)線性度評(píng)估,提出了誤差分析模型(運(yùn)算放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器)及系統(tǒng)非線性誤差修正方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法對(duì)多通道測(cè)溫系統(tǒng)線性度具有一定提升效果。最后,開展所研制多通道測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)量噪聲及不確定度評(píng)估。測(cè)試結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的多通道測(cè)溫系統(tǒng)在-50℃~250℃的溫度區(qū)間精密度優(yōu)于0.1mK,2h內(nèi)的溫度漂移優(yōu)于±0.1mK,測(cè)溫不確定度達(dá)1mK,修正誤差后的系統(tǒng)線性度達(dá)10ppm,優(yōu)于經(jīng)典多通道測(cè)溫儀Fluke1529。對(duì)具有多點(diǎn)高精密測(cè)溫需求的儀器研制和開發(fā)具有重要的工程借鑒意義。
【學(xué)位單位】：中國計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH811
【部分圖文】：

圖 2.1 經(jīng)典單通道電阻比率法測(cè)溫結(jié)構(gòu)率法測(cè)量電阻與電壓的關(guān)系式可表示為：鉑電阻阻值；RREF為參考電阻阻值；VPT為鉑。不可避免地存在寄生電動(dòng)勢(shì)和失調(diào)漂移的影響它們對(duì)電阻測(cè)量影響的一個(gè)關(guān)鍵模塊。鉑電阻與 T 型熱電偶的兩種材料相同。當(dāng)鉑電阻引線℃時(shí)，根據(jù) T 型熱電偶的分度表可查，兩端電阻提供 1mA 的激勵(lì)電流時(shí)，對(duì)鉑電阻0.042Ω，造成溫度變化為：△T=0.042/0.385=0個(gè)接觸點(diǎn)的溫度相差1℃時(shí)，鉑電阻測(cè)溫產(chǎn)生勢(shì)及失調(diào)漂移與電流方向無關(guān)，采用電流換向PTREFREFPTVR RV

中國計(jì)量大學(xué)碩士學(xué)位論文（2-2）（2-3）式有：式可以看出，鉑電阻的阻值只與四次測(cè)量的電壓比值及參考于電阻比率法的電流換向技術(shù)能夠消除電路中寄生電動(dòng)勢(shì)和阻值測(cè)量的影響[37]。通道測(cè)溫結(jié)構(gòu)電阻比率法能夠消除系統(tǒng)誤差的來源，如電動(dòng)勢(shì)、增益放大及恒流源換向后差分電壓的差異，其鉑電阻溫度測(cè)量的準(zhǔn)確電阻的精度。然而，當(dāng)它擴(kuò)展到多通道測(cè)量時(shí)[38,39]，電路結(jié)構(gòu) ' "PT PTPT REF' "REF REFV VR RV V

基于交叉輪詢結(jié)構(gòu)的雙通道測(cè)溫電路圖

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本文編號(hào)：2832707