ระบบวัดอุณหภูมิความแม่นยำสูงของแพลตตินัม

อุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์การวัดที่สำคัญมากในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรมและความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิและการควบคุมส่งผลโดยตรงต่อการผลิตผลิตภัณฑ์และคุณภาพ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการวัดความต้องการความแม่นยำในการวัดอุณหภูมิก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างเช่นในการผลิตร่วมของอัลคาลีในอุตสาหกรรมเคมีจำเป็นต้องมีการควบคุมความแตกต่างของอุณหภูมิที่ {{0}} 2 องศา ภายในช่วงการทำงานของโครมาโตกราฟีจำเป็นต้องมีการวัดอุณหภูมิที่ดีกว่า 0.05 องศา เซ็นเซอร์อุณหภูมิความต้านทานแพลตตินัมถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเป็นองค์ประกอบการวัดอุณหภูมิในอุดมคติในระบบการวัดความแม่นยำของอุตสาหกรรมเนื่องจากความแม่นยำสูงความเป็นเส้นตรงที่ดีความเร็วการตอบสนองที่รวดเร็วและข้อดีอื่น ๆ อีกมากมาย การใช้ตัวต้านทานแพลตตินัมสำหรับการวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงนั้นต้องเอาชนะปัญหาทางเทคนิคหลายประการเช่นความต้านทานตะกั่วส่วนประกอบความร้อนด้วยตนเองดริฟท์และรบกวนเสียงรบกวน
รูปแบบการวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงโดยใช้ความต้านทานต่อแพลตตินัมเนื่องจากองค์ประกอบการวัดอุณหภูมิช่วยแก้ข้อกำหนดพื้นฐานบางประการสำหรับวงจรฮาร์ดแวร์ในการวัดอุณหภูมิความต้านทานแพลตตินัม แต่ความแม่นยำในการวัดนั้นไม่ดี Fang Yixi และคณะ [3] ออกแบบระบบการวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงซึ่งขับเคลื่อนโดยแหล่งกระแสไฟฟ้าคงที่สำหรับตัวต้านทานลวดแพลตตินัมสามตัวซึ่งให้วิธีการสอบเทียบที่ดีสำหรับข้อผิดพลาดในการวัดและอุณหภูมิดริฟท์ แต่ไม่ได้แก้ผลกระทบของความต้านทานตะกั่วในการวัดอุณหภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ Wang Guoding และคณะ [4] เสนอแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าคงที่ขับเคลื่อนวิธีการวัดความต้านทานลวดทองคำสี่วิธีซึ่งแก้ปัญหาความต้านทานตะกั่วและผลการทำความร้อนด้วยตนเองของความต้านทานแพลตตินัมได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่ได้วิเคราะห์โดยละเอียดถึงผลกระทบของการรบกวนภายนอกต่อการวัดระบบในการใช้งานจริงและไม่ได้ให้มาตรการปราบปรามที่สอดคล้องกัน
รูปแบบการวัดอุณหภูมิโดยใช้ความต้านทานต่อลวดพลาตินัมสี่สายไฟขนาดเล็ก PT100 สามารถกำจัดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการต้านทานตะกั่วได้อย่างมีประสิทธิภาพลดผลการทำความร้อนด้วยตนเองได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความแม่นยำในการวัดและความเสถียรของระบบโดยใช้ซอฟต์แวร์
1 ความต้านทานแพลตตินัมระบบการวัดอุณหภูมิความแม่นยำสูง
ความต้านทานแพลตตินัม PT100 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ทำโดยใช้คุณสมบัติทางกายภาพของค่าความต้านทานของโลหะแพลตตินัม (PT) ซึ่งเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ กุญแจสำคัญในการใช้ PT100 เป็นองค์ประกอบการวัดอุณหภูมิสำหรับการวัดอุณหภูมิคือการวัดค่าความต้านทานของ PT100 อย่างแม่นยำ
ตามลักษณะอุณหภูมิของ PT100 ความต้านทานลวดทองคำสี่เส้น PT100 ระบบการวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงแสดงในรูปที่ 1 ระบบส่วนใหญ่ประกอบด้วยวงจรขับเคลื่อนแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าคงที่วงจรความต้านทานต่อลวดลวด เมื่อระบบวัดอุณหภูมิตามปกติกระแสคงที่จะถูกส่งผ่าน PT100 เพื่อสร้างสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน เครื่องมือแรกใช้วงจรแอมพลิฟายเออร์เพื่อลบสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปและขยายอย่างเหมาะสม จากนั้นฮาร์โมนิกความถี่สูงจะถูกลบออกผ่านวงจรตัวกรองนามแฝงและวงจรเก็บตัวอย่างและถือวงจรและป้อนเข้าสู่ตัวแปลง A/D ที่มีความแม่นยำสูง สัญญาณดิจิตอลหลังจากการแปลง A/D ถูกป้อนเข้าสู่ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับการกรองดิจิตอลและในที่สุดอุณหภูมิที่แท้จริงจะถูกคำนวณผ่านสูตร