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voltage difference across thc sensing resistance. The
block diagram of the digtal thermometer, showing the
一种基于Anderson回路和Pt-100传感器的
小型高精度数字温度计
摘要
一种简单、实用的在室温下精度高于0.1℃(测量范围从-10oC到50oC)的数字温度计已经被开发。该仪器结构小巧而且可使用电池供电，同时提供数字和模拟的输出。恒流回路驱动的四头铂热敏元件可以读出高精确的温度，并且对接触电阻的变化影响极小。低噪声电子允许温度的测量分辨率为1-mK。通过实验得出Pt-100传感器的非线性，使用合适的读数校正表来此弥补计算出来传感器的非线性。该补偿程序允许范围从-50℃到 + 200℃，测量精度高达0.05℃。到目前为止该准确性在根本上是受校准的温度标准的精度所限制的。
1.引言
在温度的测量中以铂金传感器具有最精确的测量水平为特点将热信号转化为电信号[1]。这类感测器低导热系数(商业探针标准a = l/R.dR/dT ≈0.385％/℃ [2])和相对较低的阻值的特点推动了对高分辨率测量变化的电阻传感器的需要。而这些测量需要小心考虑来自接触焊接和导线还有来自相关热漂移所引起的额外抗性的产生。基于这个理由，最精确的电阻测量需要四线探针[3]。用四线电阻器则高祖抗量规终端之间的电压差就可以读出来，从根本上来讲当一个恒定的电流随其他研究导线和终端而流动是没有虚假的阻力影响的。最近这个观念的一个特定的应用就是利用的安德森的回路[4]。这个电流环拓扑结构已经广泛应用于电阻式传感器的温度测量。相比于一个标准的桥路，安德森的循环也呈现明显的优势产生一个变化的输出电压和呈线性的传感器线圈电阻。如果一个完美的线性和标准电子电路在发展，则存在的测量误差将从非线性传感器和传感器与电子电路的老化中产生。
在本文中将阐述一个结构紧密计量精确(用4½数字显示)的数字温度计的设计和性能。温度计使用一个利用安德森的回路配置的双差减法电路并且用传感器感觉的four-lead Pt-100的商业温度。低噪声的电子和精密仪器校准的结合使传感器的精确温度测量工作范围在±200℃区间内。
2. 数字温度计的设计
温度计的设计是基于作用在电阻热传感器上的电流环激励然而活跃的双差减法是用来读取整个感应电阻的电压差。数字温度计的方块图显示了传感器的主要电子部分，并且在图1中描述了两个输出，而具体的测量电路在图2中显示。激励电流是通过一个精准的5 v参考电压(线性技术，LT1236)，一种超低噪声的集成运算放大器模拟装置，OP177)，和一个参考电阻R2 = 100±0.1Ω(3ppm /℃)来获得。双差减法区是由两个仪表放大器(伯尔布朗，INAl18)和一个OP177运算放大器组成。廉价而又商业化的四线Pt – 100电阻温度传感器(RS，237-1657)已被投入使用。这个传感器依照BS1904:1984乙级质量具有标称电阻值R0=