摘要：介紹一種由單電源CMOS四運算放大器MCP604實現電阻式溫度傳感器Pt100的激勵和信號放大電路。其中，Pt100由MCP604中兩個放大器形成的浮動電流源激勵;采用3線制接入由運放組成的引線補償電路中進行引線補償：補償后的電壓信號由MCP604中另外兩個放大器構成的放大電絡進行采樣放大。

　　1、引言

　　電阻式溫度檢測器（ResistanceTemperatureDecector、RTD）是一種電阻值隨溫度變化的傳感器，所以可通過測量電阻值來完成溫度測量。一般有3種方法測量電阻值：①歐姆表：②在恒電流激勵下測量電阻兩端電壓降；③在恒電壓激勵下測量流過電阻的電流。溫度傳感器電路中常采用方法②來完成溫度測量。電橋是最常用的方式，但其輸出信號與橋臂電阻是非線性函數關系，需要后續線性化處理，如采用硬件電路，或利用查找表的方法通過軟件來對結果進行修正。

　　本文提出丁一種非電橋的電蹄形式，不僅對傳感器進行恒定電流激勵，而且電路輸出信號與傳感器電阻值滿足線性關系。該電路應用在“變電站運行監測系統”中，實現對三路溫度信號的檢測，運行效果良好。

　　下面以其中一路溫度傳感器的激勵和采樣調理電路來進行論述。

　　2、電阻式溫度傳感器Ptl00

　　2.1、鉑溫度傳感器Ptl00概述

　　金屬鉑（Pt）的電阻值隨溫度而變化，并具有良好的重現性和穩定性。利用鉑的這種物理特性制成的傳感器稱為鉑電阻溫度傳感器，如Ptl00、Ptl000。它們不僅被廣泛應用于工業測溫，而且被制成各種標準溫度計（涵蓋國家和世界基準溫度）供計量和校準使用。Pt100在-200℃～+850℃內比熱電偶更精確、線性度更睦，兩端產生的壓降遠大于熱電偶的輸出，且不需要冷端補償。此外，Ptl00還具有抗振動、防腐蝕、良好的互換性、重現性和穩定性等優點，常應用于低中溫測量。

　　Ptl00的電阻值與溫度的函數關系

　　2.2、溫度傳感器Pt100的應用要點

　　Pt100在實際使用時，有以下應用要點：

　　（1）選型應根據實際使用溫度測量范圍、精度、尺寸及安裝固定方式口。

　?。?）允許流過的電流應小于5mA。在進行電流源激勵Pt100（特別是采用電橋的電路形式）時，應注意滿足該條件，否則會造成Pt100自熱而影響測量準確度。一般激勵電流采用lmA，甚至更小

　?。?）電路接入方式一般有兩線制、三線制和四線制，引出線示意圖如圖1所示。二線制時傳感器電阻值與連接導線電阻值共同構成總的電阻值，所以導線電阻帶來的附加誤差會使實際測量值偏高，一般適用于低測量精度且引線較短的場合;三線制要求三根引線截面積和長度均相同，引線（正負線）電阻產生的影響才能相互抵消，，工業中一般都采用三線制;四線制用在測量精度高且變化很小的場合，因為在這些場合下引線電阻可能引入明顯誤差，這時可利用其中的兩條引線提供恒定電流，另兩條引線提供未知電阻的電壓降，，四線制也是常用方式。

　?。?）誤差。

　　溫度傳感器在測量過程中主要誤差來源有傳感器對分度表的誤差;絕緣不良引起的誤差;線路電阻引起的誤差;測量儀表的誤差以及傳熱誤差、動態相應誤差、千擾誤差等。其中有些誤差只有在一定條件下才出現，并且可通過一定措施來減小或消除。本文除了采用三線制的接入方式來減小引線電阻的影響外，還采用了二階有源濾波放大電路來減小外部干擾所帶來的誤差。

　　3、單電源溫度測量的完整電路

　　由MCP604構成單電源溫度檢測的完整電路如圖2，電路由精密浮動電流源、引線補償和二階低通有源濾波放大電路三部分組成。