1 中国科学院 上海技术物理研究所，上海200083
2 中国科学院大学，北京100049
3 中国科学院 红外探测与成像技术重点实验室，上海20008
单参考阻值比率测温系统是一种目前常用的高精度测温方法，可以有效削弱恒流源长期漂移、放大器增益漂移、热电势等因素对测量结果所造成的影响，但测量性能会随着测量阻值远离参考电阻阻值而变差。为了解决该问题，本文首先分析了基于恒流源的铂电阻、参考电阻比率测温方法，引入非线性因子，理论分析了测量性能会随着测量阻值远离参考电阻阻值而变差的原因，并由此提出了多参考阻值比率测温方法，进行了硬件系统的设计。对多参考阻值比率测温系统进行了长期稳定性、分辨能力、不同环境温度所造成非线性标定劣化的等效实验，验证了本文理论推导部分的正确性。实验结果表明，在-38.8~64.6 ℃的温度测量范围内，高精度多参考阻值比率测温系统的测量稳定性优于0.002 5 ℃/5 day，测量分辨能力优于0.001 25 ℃，在5~45 ℃环境温度下的测量稳定性优于0.004 ℃。基本满足长期、环境温度变化较大的温度测量应用需求。
温度测量 比率测温 铂电阻 多参考 非线性 temperature measurements ratio temperature measurements platinum resistance multi-reference nonlinear
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
铂电阻因其高精度、高稳定性、可重复性以及可互换性的特点, 作为温度传感器在工业领域以及航天领域被广泛应用。针对铂电阻的非线性特性, 提出了一种基于压控电流源的铂电阻测温非线性校正设计方法。利用测量系统的输出值微调铂电阻的激励电流的方法, 抵消非线性误差, 提高输出信号的线性度, 具有参数计算简单、电路实现方便的优点。该方法应用于某在轨辐射定标系统, 进行了相应的电路设计, 采集了实际实验数据。实测数据表明, 采用该方法能在-40~70℃的范围内将由铂电阻温度传感器非线性产生的测量误差改善为约0.016℃, 提高了温度测量精度。
铂电阻 温度测量 非线性校正 电流源 在轨辐射定标 platinum resistance temperature measurement nonlinearity correction current source onboard radiometric calibration
1 中国科学院合肥物质科学研究院 应用技术研究所 安徽省生物医学光学仪器工程技术 研究中心, 安徽 合肥 230031
2 皖江新兴产业技术发展中心,安徽 铜陵 244000
微流控荧光PCR产物在高分辨率熔解(HRM)曲线分析的过程中,随着DNA的解链荧光强度发生突变,而能否检测到该突变点则依赖于温控的精度。提 出了多阈值PID算法,设计了一种适用于高分辨率熔解曲线分析的FPGA温度控制系统。根据测得温度值与设定值之间的差异,改变FPGA电路系 统输出的脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)波占空比和算法的调节频率实现对温度的准确控制。经过温度标定后,系统温度控制精度优于0.1℃,分辨率达到±0.01℃。HRM分析 实验结果表明,本方法成功地辨别出了DNA序列的单碱基差异,温度控制系统达到了设计的要求。
微流控 铂电阻 多阈值PID算法 脉冲宽度调制波 高分辨率熔解 microfluidic platinum resistance multi-threshold PID algorithm pulse width modulation wave high resolution melting 大气与环境光学学报
2015, 10(5): 417
