摘要：介绍一种基于A/D转换事理的铂电阻测温的非线性校正方式，剖析了铂电阻线性测温的事理，并给出了A/D转换器7135与单片机89C51接口电路及试验数据。
要害词：铂电阻，测温电路贪图，模拟-数字转换非线性校正，数据采集
一、引言
铂电阻温度传感器，因其测量局限年夜，复现性好，不变性强等特点而被普遍行使。
在周详测量系统中，铂电阻测温系统电路结构图如图1所示：铂电阻旗子记号凡是经过过程桥式电路转换为电压旗子记号，再经由放年夜及A/D转换后送微处置责罚器进行处置责罚。为了能对铂电阻测温的非线性进行校正，作者行使双积分A/D转换事理，贪图了一种高精度的铂电阻测温非线性校正方案。实践证实，该方式不只机能不变，结构简单，而且在0～200℃局限内正确度可达到0.15%FS±4字。
二、非线性校正事理
因为铂电阻经桥路检测后，其输出电压UM与被测温度q之间具有函数相干：
式中：A，B为常系数。
若是能结构成一个函数电路，使其具有与上式不异的函数形式：
同时使UM=UN，则随意纰漏得出q=t（这里，“q=t”仅罕有学意义，现实上它们的量纲是纷歧样的）。这样，在UM=UN的前提下，温度q的测量题目问题就转化为对时刻t的测量了。
以上是本文阐述的以变量更改的形式实现传感器非线性校正的贪图脑子。这里t的量纲为时刻，其测量过程是经过过程双积分A/D转换实现的。双斜率积分转换表达为：
(1)式中：Uin—A/D转换时模拟输入电压，
T1—A/D转换过程中正向积分时刻，
T2—A/D转换过程中反向积分时刻，
Uref—A/D转换时参考输入电压。
当Uref为定值时，Uin与T2具有线性相干，是以这种情形下可以感受A/D输出效果为：
T2 = T1Uin / Uref .
假定Uref(t)为时刻t的函数：Uref(t)=M+Nt (2)
其中：M，N为待定常系数。
A/D转换后的输出效果若能完全赔偿铂电阻温度非线性，则有：Uin=aq+Bq2 (3)
故将式（2）和式（3）代入式（1），
假设：AT1=M，BT1=N/2,
则有：T2与q在数值上巨细相当，即T2=q，可见实现了铂电阻的温度与数字量线性转换。
可以看出，在A/D转换过程中，模拟电压输入与数字量输出之间不是线性相干，其函数相干刚好与Rq—q相干相反，当其特征实现了彼此完全赔偿时，就能获得线性q/T2转换。显然，行使双积分A/D转换实现非线性校正的要害是应能知足式（3）所表征的函数相干。本方案接纳RC回路极其简单地达到了该目的。
2. 高精度 A/D转换器ICL7135
铂电阻测温电道路性化贪图的实现接纳了4位半双积分型A/D转换器ICL7135。ICL7135每一个转换周期分为三个阶段：自动调零阶段、被测电压积分阶段、对基准电压Uref进行反积分阶段。下面连系铂电阻温度测量剖析ICL7135的工作过程：
(1)正向积分阶段ICL7135与89C52接口电路事理图如图2所示。在此阶段，ICL7135对Uin进行准时积分，平稳时刻T1=10000T0（T0为时钟周期）。积分器的输出电压为：
(4)
同时，在此阶段基准电容C对电阻R放电。外接电阻R恰是为了对铂电阻温度特征的二次非线性项进行校正而设置的。此阶段完成时，C两头电压为：
(5)
式中，UW为 t = 0 时电容C两头电压值。
将上式在t = T1 处按马克劳林公式睁开, 若拔取适合参数，使 , 则上式可简化为：
(6)
(2)反向积分阶段：
在此阶段，基准电容C两头电压又被内部积分电路进行反向积分，在整个T2阶段UC(t)可感受是线性的，T2竣事时积分器输出又回到零位，此时有： (7)
由式（4）、式（6）、式（7）清理可得：
将式（3）代入上式，得：
令等式双方常量对应相当，则有：q=T2。
在T2时刻内, 对A/D转换器进行时钟计数，并以数字量形式输出，从而定量地将被测温度值反映出来，实现电路的数字化测量。
三、ICL7135与单片机89C52接口的新方式
以往行使7135是行使它具有多重动态扫描的BCD码输出来读取A/D转换效果，这样既费时、又占用较多口线。在测控仪表中，尽量少占用微处置责罚器I/O口线，以起码原器件、完成尽概略多的义务是极端主要的。这里介绍的ICL7135与单片机接口的简单纯挚方式，是行使7135的“BUSY”端，只需占用单片机89C51的一个I/O口和内部的一个准时器，就可以在十几微秒的中止做事法式中把ICL7135的A/D转换值送入单片机内。实践证实，该方式具有现实应用价钱。
在图2中,若89C51的时钟接纳6MHz晶振，在不执行movx指令的情形下，ALE是不变的1 MHz频率，将ALE经由二分频可获得500 kHz的频率供给ICL7135时钟输入端。T0划定为准时体式格局1，知足ICL7135的19999满量程要求。ICL7135在A/D转换阶段, 状况输出引脚BUSY为高电平，指明A/D转换器正处在旗子记号积分和反积分阶段，这个高电平一贯持续到消弭积分阶段竣事。在准时器体式格局寄放器TMOD中，置T0的门控位GATE为1，行使BUSY作为计数器门控旗子记号,T0的计数将受BUSY节制。节制计数器只能在BUSY为高电日常寻常计数，那么输入旗子记号：A/D转换值=BUSY高电日常寻常代内计数器计数值-10 001
图2顶用ICL 7135的BUSY端接89C52的外部中止 ， POL为旗子记号极性输出端，接89C52的P1.7，高、低电平透露表现被测旗子记号为正、负极性。
四、执行效果及误差剖析
在以铂电阻测温电路的线性化贪图的方案中，误差根源一方面来自于基准电容放电过程的非线性引起的误
