下面的東西有點亂（我在構(gòu)建 V/F 之前在下面構(gòu)建了雙運算放大器電路）：對于“下一步”，我在上面構(gòu)建了 V/F，但有一些變化：1000 pF 電容器是更改為 3300 pF (3.3 nF) NPO 型。增益和線性電阻器的選擇值分別接近 14.711k 和 133k，其中 14.711k 是選擇的最關(guān)鍵值，以提供從 -50C 電阻器到 +100C 電阻器的精確 15kHz 跨度。只需要幾次迭代，因為線性電阻器只會輕微影響增益。133k 可能會在不進一步調(diào)整的情況下使 RTD 線性化——我得到的線性度超出了 RTD 的精度規(guī)格；這當然是一個很好的起始值。
    這個項目是我的 V/F 的殺手級應(yīng)用程序，因為線性調(diào)整幾乎可以消除 RTD 的小的自然非線性。下圖顯示了使用下面的運算放大器電路（藍色跡線）使用精密電壓表測量的上述模擬器的電阻非線性。紅色曲線數(shù)據(jù)是在調(diào)整 V/F 以顯示“適當?shù)摹钡窒蔷€性后直接從頻率計數(shù)器讀取的。下方左側(cè)的電路將 RTD 電阻轉(zhuǎn)換為適合 V/F 的電壓（約 100mV 至 1.6 伏）。在 RTD (R) 上添加一個 390pF（我重新閱讀時太小了）低泄漏電容器，在 523k 反饋電阻器上添加一個 0.1uF 聚酯電容。該電阻器是選擇接近該值的電阻器的組合。精度不如模擬器重要，但穩(wěn)定的電阻器是強制性的。模擬器盒用于校準 V/F，包括絕對增益和線性度。使用模擬器調(diào)整 V/F 的頻率以給出準確的跨度，然后記錄偏移量（我不考慮偏移量，因為減去一個整數(shù)是一件微不足道的事情，即使使用 PicAXE 也是如此）。V/F 將輸出接近 16 kHz 的滿刻度頻率，代表 150C：(16,000 - 1000)/100 = 150.00，分辨率為 0.01C。我的設(shè)置在測試箱的范圍內(nèi)給出了大約 0.01C 的正確頻率 - 不錯！要確定零值，只需將測試框設(shè)置為 0C，偏移就是該頻率。該偏移量適用于所有溫度。絕對增益和線性度。使用模擬器調(diào)整 V/F 的頻率以給出準確的跨度，然后記錄偏移量（我不考慮偏移量，因為減去一個整數(shù)是一件微不足道的事情，即使使用 PicAXE 也是如此）。V/F 將輸出接近 16 kHz 的滿刻度頻率，代表 150C：(16,000 - 1000)/100 = 150.00，分辨率為 0.01C。我的設(shè)置在測試箱的范圍內(nèi)給出了大約 0.01C 的正確頻率 - 不錯！要確定零值，只需將測試框設(shè)置為 0C，偏移就是該頻率。該偏移量適用于所有溫度。絕對增益和線性度。使用模擬器調(diào)整 V/F 的頻率以給出準確的跨度，然后記錄偏移量（我不考慮偏移量，因為減去一個整數(shù)是一件微不足道的事情，即使使用 PicAXE 也是如此）。V/F 將輸出接近 16 kHz 的滿刻度頻率，代表 150C：(16,000 - 1000)/100 = 150.00，分辨率為 0.01C。我的設(shè)置在測試箱的范圍內(nèi)給出了大約 0.01C 的正確頻率 - 不錯！要確定零值，只需將測試框設(shè)置為 0C，偏移就是該頻率。該偏移量適用于所有溫度。V/F 將輸出接近 16 kHz 的滿刻度頻率，代表 150C：(16,000 - 1000)/100 = 150.00，分辨率為 0.01C。我的設(shè)置在測試箱的范圍內(nèi)給出了大約 0.01C 的正確頻率 - 不錯！要確定零值，只需將測試框設(shè)置為 0C，偏移就是該頻率。該偏移量適用于所有溫度。V/F 將輸出接近 16 kHz 的滿刻度頻率，代表 150C：(16,000 - 1000)/100 = 150.00，分辨率為 0.01C。我的設(shè)置在測試箱的范圍內(nèi)給出了大約 0.01C 的正確頻率 - 不錯！要確定零值，只需將測試框設(shè)置為 0C，偏移就是該頻率。該偏移量適用于所有溫度。
    注意：下面的 Spice 電路有點誤導(dǎo)。有兩條“電流”線連接到兩個 RTD 連接，但兩條感測線連接到另外兩個 RTD 連接。如圖所示存在連接，但它發(fā)生在 RTD 內(nèi)部。我會想辦法在未來澄清這一點。
    那條紅色曲線是直接從頻率計數(shù)器讀取的“真實”數(shù)據(jù)！藍色曲線顯示鉑 RTD 的預(yù)期非線性，每 25 度使用精確值。對于未補償?shù)?RTD，寬范圍內(nèi)的 pp 偏差略低于 1 度。我真的看不出紅色曲線有多少錯誤。我一直想用 V/F 將某些東西線性化，現(xiàn)在我做到了。:)
    盒子包含上面的 RTD 放大器和一個 合成接地電路（允許電路在單電源下運行，同時提供精確穩(wěn)定的 5 伏電壓）。V/F 位于右側(cè)，臨時連接增益和線性電位器。請注意，4 線電阻測量端子連接到用于商用 RTD 的迷你 Din 連接器，也連接到用于模擬器盒或裸線 RTD 的四個香蕉插孔。那些可能是 5 向接線柱。
    我需要討論消除接地電壓錯誤的接線方法，更新的斬波穩(wěn)定運算放大器。OPA2388 看起來不錯而且價格低廉，但需要修改人工接地電路以提供總計 5 伏的電壓，因為 OPA2388 是低壓部件（最大 5.5 VDC）。也許參考電壓下降到 4 伏。
    在調(diào)整 V/F 以獲得正確的增益（跨度）和適當?shù)姆蔷€性（有條不紊地將數(shù)據(jù)輸入電子表格以查看結(jié)果）之后，頻率（在減去零 C 時準確獲得 10 kHz 所需的整數(shù)值之后，然后除以 100）在模擬器值的 0.01 C 范圍內(nèi)。RTD 并不是真的那么好，因此這種電子設(shè)備不會降低其中最好的性能。RTD 在加熱時不會像熱敏電阻那樣漂移。
    安裝了 V/F 的最終單元?？祵幉Ａщ娙萜?(390 pF) 和大型綠色聚酯電容器分別從輸出添加到第一個和第二個運算放大器的負輸入（以降低噪聲）。一個 750 歐姆的電阻與 V/F 輸出串聯(lián)添加到 BNC 連接器。我插入商業(yè) RTD，我感覺我現(xiàn)在知道室溫的百分之幾度。:) 這是比率測量，因此比率 V/F 也因此而完美。在頻率計數(shù)器上使用 10 Hz 門時，它似乎表現(xiàn)出很小的噪音……觀察……大約 0.25Hz pp 或大約 2.5 毫度。根據(jù)我的校準器，冷端現(xiàn)在有點誤差，-50C 時可能有 50 毫度。哎呀，這就夠了！
    RF 干擾能夠稍微改變讀數(shù)，因此我從面板連接器到電路添加了四個 33uH、2 歐姆扼流圈。我還將 390pF 玻璃電容器更改為 4uF 聚酯型。我還從另一條傳感線到地面（BNC 接線片）添加了一個 0.22uF 聚酯帽。這些變化消除了射頻效應(yīng)。
    實驗：用 Racal Dana 1992 計數(shù)器在冰水中探測并進行計算。指示溫度為 15 毫度。計數(shù)器在零加減幾 10 毫度左右反彈。我會說這是個好消息。順便說一句，可以從灰色塑料中取出現(xiàn)場發(fā)泡運輸泡沫，并切成漂亮的形狀，例如下面的燒杯絕緣體。我也重復(fù)使用了灰色塑料。第二張圖是拆掉蓋子后的樣子。我需要買些東西來獲得更多的泡沫來制作更好的封面！
    我將討論熱電偶和非線性問題。很難為熱電偶制作超精確的模擬器，因此使用 V/F 非線性調(diào)整來矯正熱電偶會更加困難。很難在真正的精度上擊敗 RTD。
    添加一個涵蓋新半導(dǎo)體傳感器的部分也是一個好主意 - 它們并不破舊。提到了 Analog Devices ADT7422。也許是我在另一所房子的 4-20 毫安“過程”溫度計。討論使用冰水作為校準點以及使用優(yōu)質(zhì)水銀溫度計的優(yōu)勢。我有沒有提到 RTD 很難被擊敗？
    硅膠電阻！它們也具有 V/F 應(yīng)該能夠克服的類似非線性，而且它們非常便宜。我在某個地方有數(shù)百個。單結(jié)晶體管基本上是硅電阻器。在兩個溫度下需要校準。非線性調(diào)整可以是一個固定值，因為最終結(jié)果不會像高精度 RTD 那樣引人注目，可能只有十分之幾攝氏度。
    我最喜歡的想法是：使用普通燈泡，如微型 #385 燈泡（28 伏）。鎢制成的 RTD 非常棒，盡管它的非線性比鉑金高，但我們已經(jīng)涵蓋了這一點。同樣，每個燈泡都需要用冰浴進行校準，可能還需要使用精密熱敏電阻控制器和良好的校準溫度計進行溫度控制的“熱箱”校準。使用四根電線將燈連接到電路，兩根用于電流，另外兩根用于測量產(chǎn)生的電壓。好吧，也許兩根電線就足夠了，因為精度不會那么高。嗯，串聯(lián)幾個來提高電阻怎么樣——它們很便宜。