铂热电阻测温电路的总体方案为:依据铂热电阻阻值的测量从而计算出（测量）实际的温度。为了提高测量精度,减少误差,采用三导线单臂电桥测量,测量电压是毫伏级。为此测量电压必须经过放大器放大后,才能输入到微机a /d或v /f部分进行计算机处理,从而实现微机数字化温度测量,提高测温的准确性。
3.1　测温电路的电源部分
由于铂热电阻接在三导线单臂电桥,铂热电阻的单臂电桥需要电源供电,供电电压ua = 5v。采用计算机进行测量,又需要提供微机整机电源。这样需要提供两套电源。为了提高测量温度精度,减少对测温电路的干扰,这两套电源采用相互独立的电源供电,电路如图。ua = 5v为铂热电阻电源,u为微机电源。
测量电路
工业测量用电阻温度计,其阻值rt 的变化是用电桥来测量的。在现场中,为了提高测量精度,减少非线性误差,采用了三导线单臂电桥。见图2。
图2　三导线单臂电桥
图中电桥供电电压ua = 5v。为了保证电压精度,采用wr2 =ω来调节电桥电源电压ub ,使ub = 4v,wrt 为150ω的滑线电阻,其目的在于保证电桥电路中当t = 0℃时,ut = 0v,ao为电桥独立接地点。
桥臂电阻r1 =r2 = 10kω,根据串联电路特性求电桥a、b两点的电位,即
ua/rt = ub/（r2 +rt）
ub/wr1 = ub/（wr1 +rt）
则
ua =ub rt / （r2 +rt ） （3）
ub =ubwr1 / （r1 +wr1 ） （4）
由电桥初始平衡条件可得
r2/rt = r1/wr1
即
r2 ×wr1 =r1 ×rt
而
rt = r0+ △rt
由图可知:
将r2 ×wr1 =r ×rt , rt = r0 + △rt 及式（1）式入式（5）得
ut =ua - ub =ub r1r0 （αt +βt2 ） /2αt2r0 + r0 + r2 ）（r1 +wr1 ） （6）
式（6）中的ut 为毫伏级。
3.3　电压放大回路
由于三导线测量的电压u是毫伏级,而微机的a /d或v /f转换需要5v电压,为此测量电压必须经过精密放大器的放大后,才能作为a /d或v /f转换的输入值。精密放大器电路如图所示。
式（1）适合的温度范围为0～630℃代入式（ 6）中,得
ut = 0. 084v。
如果放大后的uf 以5v为上限,则放大倍数kmax =5v /ut = 5 /0. 084=59. 25,即放大倍数不能超过此值,反之,如果放大倍数取得太小,那么a /d 或转换分辨力降低。因此,放大倍数应取30～50为宜,本文取k = 50。
图3　精密放大器电路
3.4　微机测温的计算
由于k = 50,则
uf = kut （7）
将式（7）代入式（6）并代入相应参数值,经过整理得
（1. 1604 - 0. 01172uf ） t2 + （78. 942uf - 7816. 04） t = 0 （8）
式（8）即是本文所要推导的t = f （uf ）的函数式。利用此式只要对a /d或v /f检测出uf 的值,可能计算出测量温度值t = （ - b - b2 - 4ac） /2a。由于微机采用节节点浮点数进行计算,从而求出铂热电阻的实际温度值。