一种基于交流电桥的高精度温升测量系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于交流电桥的高精度温升测量系统及其工作方法，包括交流电桥核心架构和分别与交流电桥核心架构连接的待测热敏电阻、可编程电阻器、锁相放大器和控制器，可编程电阻器和锁相放大器与控制器连接；第一平衡定值电阻和第二平衡定值电阻为第一桥臂Z1和第二桥臂Z2，可编程电阻器为第三桥臂Z3，待测热敏电阻为第四桥臂Z4，平衡定值电阻阻值与待测热敏电阻阻值相同，可编程电阻器测量参数与待测热敏电阻的测量精度相适应；可编程电阻器调节自身电阻阻值，使电桥平衡；锁相放大器向交流电桥提供交流激励信号，相敏检波测量交流电桥不平衡的电压信号；控制器对电压信号计算得到待测热敏电阻的温升数据。本发明专利技术能够实现高精度的温升测量。现高精度的温升测量。现高精度的温升测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于交流电桥的高精度温升测量系统及其工作方法


[0001]本专利技术属于温度测量
，具体涉及一种基于交流电桥的高精度温升测量系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]日常工作中，常常需要对作业过程中的温度进行测量。温度的测量主要分为两大类，即接触式测量和非接触式测量；其中，接触式测量中电量式测温是目前能够精准测量温度的主要方法，其利用材料随温度变化的同时阻值也发生变化的特性，将温度的测量转换为测量材料的阻值。目前通过测量材料阻值来测量温度的技术主要有两个发展方向：一是阻值随温度变化小但稳定性好的PT100(可以用于测量绝对温度)，二是阻值随温度变化大但分辨率高的热敏电阻，热敏电阻大部分用于温度预警，少量负温度系数的热敏电阻可以用作温升测量。
[0003]目前，无论是采用伏安法还是惠斯通电桥法测量的阻值通常在1
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105欧姆，一般是通过获取两个绝对温度并取差值，其测量精度取决于绝对温度，然而目前标准级绝对温度的分辨率为1mK，已满足不了微开级的温升测量需求。而对于温升在毫开级甚至是更小的变化，诱导热敏电阻产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于交流电桥的高精度温升测量系统，其特征在于，包括交流电桥核心架构、待测热敏电阻、可编程电阻器、锁相放大器和控制器，所述交流电桥核心架构分别与所述待测热敏电阻、所述可编程电阻器、所述锁相放大器和所述控制器连接，所述可编程电阻器和所述锁相放大器与所述控制器连接；所述交流电桥核心架构包括分别用于作为交流电桥第一桥臂Z1和第二桥臂Z2的第一平衡定值电阻和第二平衡定值电阻，所述可编程电阻器用于作为交流电桥的第三桥臂Z3，所述待测热敏电阻用于作为交流电桥的第四桥臂Z4，所述第四桥臂Z4和所述第一桥臂Z1互为相对桥臂，所述第二桥臂Z2和所述第三桥臂Z3互为相对桥臂，其中，所述第一平衡定值电阻和所述第二平衡定值电阻的阻值与所述待测热敏电阻阻值尽可能相同，所述可编程电阻器的测量参数与所述待测热敏电阻的测量精度相适应设置；所述可编程电阻器用于调节自身电阻阻值，以使交流电桥达到平衡状态；所述锁相放大器用于向交流电桥提供交流激励信号，并通过相敏检波测量交流电桥不平衡的电压信号并输出；所述控制器用于远程控制所述可编程电阻器进行电阻阻值调节、远程控制所述锁相放大器的驱动信号输出以及读取所述锁相放大器输出的电压信号，并对电压信号进行分析计算得到所述待测热敏电阻的温升数据。2.根据权利要求1所述的基于交流电桥的高精度温升测量系统，其特征在于，交流电桥产生的不平衡的电压信号为微伏级信号，所述锁相放大器对电压信号的测量精度为0.1％，即纳伏级，所述控制器用于根据纳伏级的电压信号分析计算得到所述待测热敏电阻的微开级温升分辨率的温升数据。3.根据权利要求1所述的基于交流电桥的高精度温升测量系统，其特征在于，所述可编程电阻器一端串联有定值电阻器，所述定值电阻器与所述可编程电阻器用于共同作为交流电桥的第三桥臂Z3。4.根据权利要求1所述的基于交流电桥的高精度温升测量系统，其特征在于，在向交流电桥提供交流激励信号，并通过相敏检波测量交流电桥不平衡的电压信号并输出时，所述锁相放大器具体用于：调节交流电桥的驱动电压和驱动频率，其中，所述驱动电压的大小以预设的电压调节原则进行调节，所述驱动频率以预设的频率调节原则进行调节，所述预设的电压调节原则为对外部因素导致的热敏电阻温升的测量不受热敏电阻自身功耗产生的热量所干扰的原则，所述预设的频率调节原则为最小化电网频率和测量系统噪声干扰的原则；通过探测器测量交流电桥不平衡的电压信号，并通过低通滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志鹏，王坤，詹敏华，刘福斌，姚金涛，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：