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 a_T не совпадает  с a_T  проволочных резисторов, и зачастую их номинальное сопротивление отличается от 100 Ом (табл. 2.2).

          Таблица 2.2

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 R_T. Питание моста осуществляется от источника опорного напряжения U_оп через резистор R1. Если напряжение питания операционного усилителя стабилизировано, то оно может быть использовано для питания моста вместо U_оп.