一、前言

　　氣象觀測為天氣預(yù)報(bào)和氣象科學(xué)研究提供準(zhǔn)確的情報(bào)和資料。隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，氣象資料觀測也由早期的人工觀測發(fā)展為儀器自動觀測與記錄處理。在自動化氣象觀測儀器中，各種傳感器如氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)速風(fēng)向、雨量等傳感器的精度與可靠性指標(biāo)是極為重要的。隨著新器件、新技術(shù)的出現(xiàn)，各種氣象傳感器也在被不斷地改進(jìn)與完善。氣溫傳感器也由早期的模擬電路式發(fā)展到現(xiàn)在的集成電路式傳感器。為了提高傳感器的測量精度和可靠性，采用新的集成器件是好的途徑。

　�。簦颍保埃凳牵猓猓ǎ猓酰颍颉。猓颍铮鳎睿┕旧a(chǎn)的自帶傳感器激勵源和內(nèi)置線性化電路的４￣２０ｍａ變送器。ｘｔｒ１０５可直接與鉑電阻相連構(gòu)成溫度傳感器，我們據(jù)此設(shè)計(jì)制作了基于ｘｔｒ１０５的氣溫傳感器，此氣溫傳感器具有較高的測量精度和可靠性。

　　二、傳感器結(jié)構(gòu)

　　傳感器設(shè)計(jì)中，傳感器的外型封裝是極為重要的，直接影響著測量的精度和工作的穩(wěn)定性。

　　我們設(shè)計(jì)的溫度傳感器的外型封裝如圖１所示。整個氣溫傳感器由溫度探頭鉑電阻、控制線路、外殼、密封接線口等部分組成。鉑電阻采用不銹鋼封裝，不銹鋼外殼應(yīng)與鉑電接觸良好以保證良好的導(dǎo)熱性。為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，不銹鋼外殼與傳輸線的屏蔽層相連。

　　實(shí)際安裝應(yīng)用時，為保證測量溫場的均勻，鉑電阻探頭放置于百葉箱內(nèi)，如圖２。

　　三、工作原理及電路設(shè)計(jì)

　　我們設(shè)計(jì)制作的氣溫傳感器屬于電阻式溫度傳感器。電阻式溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。由于鉑電阻的性能非常穩(wěn)定，測量精度高，所以在高精度的溫度測量和標(biāo)準(zhǔn)測溫裝置中常使用由鉑電阻構(gòu)成的溫度傳感器。ｐｔ１００鉑電阻的測溫范圍為－２００°ｃ�。福担啊悖�，其阻值與溫度的關(guān)系為：

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　　（２）０°ｃ�。肌。簟。肌。福担啊悖銜r，

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　　由此可見鉑電阻阻值的溫度特性存在非線性，這影響了溫度測量的精度。

　　ｘｔｒ１０５集成芯片（其引腳排列如圖３）通過ｉｒ１（ｐｉｎ�。保�、ｉｒ２（ｐｉｎ�。保矗┮_提供兩路８００ｍａ的精密電流源來激勵外接的鉑電阻。內(nèi)置的線性化電路對鉑電阻溫度特性的非線性進(jìn)行矯正，可達(dá)到４０：１的改善。片內(nèi)儀表放大器增益可通過接在ｐｉｎ３與ｐｉｎ４間的外部電阻ｒｇ調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的溫度或壓力測量范圍。芯片通過電流環(huán)路供電，具有極寬的電源范圍，可工作在７．５ｖ￣３６ｖ。ｘｔｒ１０５輸出為電流信號，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。由于ｘｔｒ１０５具有的這些優(yōu)點(diǎn)，我們在氣溫傳感器的設(shè)計(jì)中選用了它。

　　使用ｘｔｒ１０５構(gòu)成溫度測量電路可采用二線制、三線制及四線制，三線制及四線制適合于測溫鉑電阻距離芯片距離較遠(yuǎn)的場合。我們選用鉑電阻與ｘｔｒ１０５就近連接的方案，故采用二線連接方式，電路原理圖如圖４。