Разработка аналоговой части проектируемых устройств, страница 4

Платина единственная из названных металлов не подвержена коррозии, поэтому платиновые резисторы наиболее стабильны во времени и находят более широкое применение. Их погрешность измерения температуры может быть менее ±0.1 ºС. Среди платиновых резисторов наибольшее распространение имеет резистор с номинальным сопротивлением 100 Ом (тип Pt-100). В последние годы Pt-100 производят преимущественно методами микроэлектроники путем напыления тонкой пленки платины на керамическую подложку. Пленочные резисторы Pt-100 дешевы, имеют малые габариты и низкую тепловую инерцию, но их температурный коэффициент aT не совпадает  с aT  проволочных резисторов, и зачастую их номинальное сопротивление отличается от 100 Ом (табл. 2.2).

          Таблица 2.2

Pt-100

Номинальное сопротивление, Ом, при температуре, °C

0

50

100

150

200

250

300

350

400

R1

100.00

119.40

138.50

157.31

175.84

197.07

212.02

229.67

247.04

R2

101.95

121.32

140.39

159.18

177.68

195.88

213.80

231.42

246.69

Если пленочный резистор типа Pt-100 находится в неподвижном воздухе при температуре близкой к 20 °C, коэффициент его саморазогрева равен ≈ 0.25 °C/мВт. Значит, чтобы обеспечить точность измерений порядка 0.1...0.15 °C, нужно, чтобы рассеиваемая этим резистором электрическая мощность была не более 0,4...0,6 мВт.  Поэтому ток резистора не должен превышать  I = 0.5 · 10-3/ 100 = 2.25 мA.

Чувствительность металлических резисторов к изменениям температуры низка (около 1 мВ/°C). Ток, текущий через резистор, создает постоянную составляющую выходного напряжения. Отсюда схема включения датчика должна содержать усилитель с высоким коэффициентом усиления и элементы, компенсирующие постоянную составляющую сигнала. Наилучшее решение, удовлетворяющее этим требованиям, состоит в использовании моста Уинстона с дифференциальным усилителем (рис. 2.5).

Схема моста Уинстона включает в себя  4 резистора: обычные резисторы R2, R3, R4 и термочувствительный резистор RT. Питание моста осуществляется от источника опорного напряжения Uоп через резистор R1. Если напряжение питания операционного усилителя стабилизировано, то оно может быть использовано для питания моста вместо Uоп.