Σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας σε πλατίνα

Η θερμοκρασία είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος μέτρησης στις διαδικασίες βιομηχανικής παραγωγής και η ακρίβεια της μέτρησης και του ελέγχου της θερμοκρασίας επηρεάζει άμεσα την παραγωγή και την ποιότητα του προϊόντος. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας μέτρησης, η ζήτηση για ακρίβεια μέτρησης της θερμοκρασίας αυξάνεται επίσης. Για παράδειγμα, στην κοινή παραγωγή αλκαλίων στη χημική βιομηχανία, η διαφορά θερμοκρασίας πρέπει να ελεγχθεί στο {{0}}. Στο πλαίσιο του εύρους λειτουργίας του χρωματογράφου, η μέτρηση της θερμοκρασίας απαιτείται να είναι καλύτερη από 0,05 βαθμούς. Οι αισθητήρες θερμοκρασίας αντοχής στην πλατίνα χρησιμοποιούνται ευρέως ως ιδανικά στοιχεία μέτρησης θερμοκρασίας σε συστήματα μέτρησης βιομηχανικής ακρίβειας λόγω της υψηλής ακρίβειας, της καλής γραμμικότητας, της ταχύτητας γρήγορης απόκρισης και πολλών άλλων πλεονεκτημάτων. Η χρήση αντιστάσεων πλατίνας για μέτρηση θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας απαιτεί την υπέρβαση αρκετών τεχνικών δυσκολιών, όπως η αντίσταση του μολύβδου, η μετατόπιση των συνιστωσών της επίδρασης θέρμανσης και η παρεμβολή θορύβου.
Το σχήμα μέτρησης θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας χρησιμοποιώντας αντίσταση πλατίνας καθώς το στοιχείο μέτρησης θερμοκρασίας επιλύει ορισμένες βασικές απαιτήσεις για τα κυκλώματα υλικού στη μέτρηση της θερμοκρασίας αντοχής στην πλατίνα, αλλά η ακρίβεια μέτρησης είναι κακή. Fang Yixi et αϊ. [3] σχεδίασε ένα σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας που οδηγείται από μια πηγή σταθερού ρεύματος για τρεις αντιστάσεις πλατίνας σύρματος, η οποία παρέχει μια καλή μέθοδο βαθμονόμησης για σφάλματα μέτρησης και μετατόπιση θερμοκρασίας, αλλά δεν επίλυση αποτελεσματικά την επίδραση της αντοχής του μολύβδου στη μέτρηση της θερμοκρασίας. Wang Guoding et αϊ. [4] πρότεινε μια μέθοδο μέτρησης μέτρησης αντίστασης με σταθερό ρεύμα με σταθερό ρεύμα, η οποία επιλύει αποτελεσματικά την αντοχή του μολύβδου και την αυτο -θέρμανση της αντοχής στην πλατίνα. Ωστόσο, δεν αναλύουν λεπτομερώς τον αντίκτυπο των εξωτερικών παρεμβολών στη μέτρηση του συστήματος σε πρακτικές εφαρμογές, ούτε παρείχαν αντίστοιχα μέτρα καταστολής.
Το σχήμα μέτρησης της θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας μικρο-ρεύμα που οδηγείται από τέσσερα σύρμα PT100 PT100 μπορεί να εξαλείψει πλήρως το σφάλμα που προκαλείται από την αντίσταση του μολύβδου, να μειώσει αποτελεσματικά την επίδραση αυτο-θέρμανσης και να βελτιώσει την ακρίβεια μέτρησης και τη σταθερότητα του συστήματος χρησιμοποιώντας τεχνολογία φιλτραρίσματος λογισμικού και υλικού αντι-παρεμβολής για τη μείωση του θορύβου, την καταστολή των παρεμβολών και τη μείωση των σφαλμάτων του συστήματος.
1 Σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας πλατίνας
Η ανθεκτικότητα στην πλατίνα PT100 είναι ένας αισθητήρας θερμοκρασίας που κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τις φυσικές ιδιότητες της τιμής αντίστασης του μεταλλικού πλατίνα (PT), το οποίο αλλάζει με τη θερμοκρασία. Το κλειδί για τη χρήση του PT100 ως στοιχείου μέτρησης θερμοκρασίας για τη μέτρηση της θερμοκρασίας είναι να μετρηθεί με ακρίβεια την τιμή αντίστασης του PT100.
Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας του PT100, το σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας τεσσάρων καλωδίων PT100 παρουσιάζεται στο σχήμα 1. Όταν το σύστημα μέτρησε κανονικά τη θερμοκρασία, ένα σταθερό ρεύμα διέρχεται μέσω PT100 για να δημιουργήσει ένα αντίστοιχο σήμα τάσης. Το όργανο χρησιμοποιεί πρώτα ένα κύκλωμα ενισχυτή για να αφαιρέσει την κοινή παρεμβολή λειτουργίας και να το ενισχύσει κατάλληλα. Στη συνέχεια, οι αρμονικές υψηλής συχνότητας απομακρύνονται μέσω ενός κυκλώματος φίλτρου κατά της ψευδαισθήσεις και ενός κυκλώματος δείγματος και συγκράτησης και εισάγονται σε μετατροπέα υψηλής ακρίβειας A/D. Το ψηφιακό σήμα μετά από μετατροπή A/D τροφοδοτείται στο σύστημα μικροελεγκτή για ψηφιακό φιλτράρισμα και τελικά η πραγματική θερμοκρασία υπολογίζεται μέσω ενός τύπου.