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恒压分压式 恒流 热电阻
发布时间:2024-05-10

恒压分压式 恒流 热电阻

导言

热电阻是一种*应用于温度传感和控制领域的电子元器件。它利用材料的温度电阻率变化原理,将温度转换为电阻值的变化。然而,热电阻的输出信号往往受供电电压波动影响,导致测量精度降低。因此,需要采用恒压分压式恒流电路来稳定热电阻的供电电压,提高测量精度。

恒压分压式恒流电路原理

恒压分压式恒流电路通过一个高阻值电阻将恒压源分压,得到一个稳定的低压输出。该低压输出为热电阻提供稳定的供电电压,不受供电电压波动影响。分压电阻的选择至关重要,其阻值应远大于热电阻的阻值,以确保分压输出电压稳定且不受热电阻阻值变化的影响。

其次,电路中采用恒流源为热电阻供电。恒流源可以保持流过热电阻的电流恒定,不受供电电压波动影响。这样,热电阻两端的压降与温度成线性关系,从而提高了测量精度。

电路设计考虑

设计恒压分压式恒流电路时需要考虑以下因素:

恒压源的选择:恒压源的输出电压应大于热电阻所需的供电电压,并提供足够的电流。 分压电阻的选择:分压电阻的阻值应远大于热电阻的阻值,阻值误差应尽可能小,以确保分压输出电压稳定。 恒流源的类型:可以使用运算放大器、晶体管或集成电路构建恒流源。选择合适的恒流源类型需考虑输出电流、精密度和电源效率等因素。 电路布局:合理的电路布局可以减少寄生电感和电容的影响,提高电路稳定性。

电路设计实例

下图是一个采用运算放大器构建的恒压分压式恒流电路设计实例:

电路中,运算放大器 LM358 配置为电压跟随器,将恒压源 VIN 的电压分压输出到热电阻 RTH。分压电阻 RF 的阻值为 10kΩ,远大于热电阻的典型阻值范围。恒流源由运算放大器 LM324 构成,并通过 10Ω 的限流电阻 RLIMIT 为热电阻提供恒流。

电路测试与分析

构建并测试恒压分压式恒流电路后,需要对电路性能进行分析。测试内容包括:

输出电压稳定性:通过示波器或万用表测量分压输出电压,观察其在供电电压波动时的变化幅度。 恒流输出稳定性:使用电流表测量流过热电阻的电流,观察其在不同温度下的变化幅度。 温度测量精度:将热电阻置于不同的温度环境中,记录热电阻两端的电压,并与温度传感器或参考热电偶进行比较,评估测量精度。

应用场景

恒压分压式恒流热电阻*应用于各种温度测量和控制场合,包括:

工业温度控制 医疗器械 环境监测 科学研究

通过使用恒压分压式恒流电路,可以提高热电阻的测量精度,降低供电电压波动带来的影响。该电路设计简单、成本低廉,易于实现,因此在实际应用中得到*采用。

总结

恒压分压式恒流热电阻是一种利用恒压分压和恒流技术提高热电阻测量精度的有效方法。通过精心设计和测试,该电路可以提供稳定、精确的温度测量,满足各种工业、医疗和科学领域的应用需求。

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