ADC型高精密測溫電橋非線性誤差修正方法研究

丁 炯，王佳音，王曉娜，許啟躍，楊遂軍，付淑芳，葉樹亮

(中國計量大學 工業與商貿計量技術研究所，浙江 杭州 310018)

1 引 言

根據國際溫標ITS-90，鉑電阻溫度計在中溫范圍內的溫度溯源和傳遞中扮演著重要角色。為準確獲取鉑電阻溫度，需通過高精密測溫電橋對鉑電阻阻值進行測量。根據測量原理，現有的高精密測溫電橋主要分為兩類[1]：一類是基于變壓器繞組比的測溫電橋，例如ASL公司的F900，MI公司的6015T等，被認為是精度最高的一類測溫電橋，但其成本高、體積大、制造工藝要求高[2]；另一類是基于模擬數字轉換器(ADC)的電阻比率法測溫電橋，例如ISOtech的MicroK 70，FLUKE的1595A、1529等，此類電橋成本低、體積小、便于制造，在二級溫度校準實驗室及現場校準中被廣泛采用。對于任何一種類型的測溫電橋，受環境、元器件老化等因素影響，其線性度需要定期評估與修正。

主流的測溫電橋線性度評估方法主要分為基于感應比變壓器的RTU(ratio test unit)[3]和基于電阻網絡阻值最大似然估計的RBC(resistance bridge calibrator)[4]兩大類。其中，RTU基于變壓器匝數比，只適用于交流電橋的線性度評估；而RBC因其原理簡單、易于制備，被廣泛應用于各種原理的測溫電橋線性度評估。NPL[5]、NIST[6]、NIM[7]等國家計量院也陸續有運用RBC開展主流測溫電橋線性度評估的研究報道。同時，一些學者開展了新的測溫電橋線性度評估方法研究。例如，Walker R開發了電阻比率自校準系統，并應用于FLUKE 1595A的線性度評估[8]；Massa E等設計了基于繼電器和8個電阻的全自動電阻網絡，用于測溫電橋線性度快速評估[9]。……