第三章整体电路的分析
铂电阻测温的整体测量电路中Rw1用于基本放大电路调零，Rw2用于调线性，Rw3用于调节电压放大倍数。VD1为稳压值为10V的稳压二极管，其最大直流电流为143mA。本章利用multisim强大的仿真功能对电路进行分析，并确定电路的参数。 3.1稳压环节分
将图2.6所示的稳压环节 的输出端接一个负载电阻，如 图3.1所示。为了确定这一负 载电阻的大致范围，将与稳压 环节相连的放大电路的输入端 改接一个10V的直流源，然后 对电路进行传递函数分析，其
20V215 V 364718U10V315 V R22k|?0R1210|?21D11N446504OP07AH5V415 V 3 图3.1稳压环节 设置如图3.2所示，将新加入的直流源作为输入源，电路的总输出端作为输出节点，接地端作为参考节点。传递函数分析的结果如图3.3所示输入阻抗为1.9K。
图3.3传递函数分析结果 图3.2传递函数的分析设置
将图3.1中的R2设为1.9k，然后对R1进行参数扫描，确定其取值。参数扫描的设置如图3.4所示，将R1从10—1k之间取10个扫描点，然后选择扫描直流工作点，输出节点5，其扫描结果如图3.5所示，可知工作点较稳定，取R1为200Ω
3.4参数扫描分析设置
下面分析电压跟随器在电路中的作用。将图3.1中运算放大器的正输入端接一个10V的直流源，然后对修改后的电路进行传递函数分析，结果如图3.6所示，可见电压跟随器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗。
对图3.1所示电路进行参数扫描分析，观察负载电阻R2变化对输出电压的影响。使R2在1-10k之间均匀的取10个值，然后对输出节点进行直流工作点扫描，结果如图3.7所示，由图可知，由于电压跟随器的输入电阻较大，则流过R1的电流基本全部流向稳压二极管，且电压跟随器隔离了负载变化对二极管稳压电路的影响，所以加电压跟随器的稳压电路，在稳压范围内输出电压较稳定，并且约等于10V。
图3.5 参数扫描分析结果
图3.6传递函数分析结果
图3.7稳压环节分析
3.2铂电阻温度特性的分析
在图2..6的总测量电路中，对铂电阻模块进行直流扫描分析，观察测量温度与铂电阻阻值的关系。直流扫描分析的设置如图3.8所示，扫描电源为模拟测量温度数值的电压源V1，扫描范围为0到-100V（即模拟0到-100℃的变化），观察节点4和3之间的电压差变化（模拟铂电阻的变化）。直流扫描分析的结果如图3.9所示，实线的是分析所得数据，虚线是连接两端点所得的直线，可见铂电阻的阻值与温度的关系存在非线性。因此需要调节Rw2来调节反馈的程度，从而矫正输出电压与温度的非线性关系。
图3.8(a)直流扫描分析参数页设置
图3.8(b)直流扫描输出页设置
图3.9铂电阻阻值与温度的关系
3.3反馈电路分析
由上述对铂电阻温度特性分析可知，在没有加入由Rw2构成的反馈系统时，铂电
阻的阻值与温度的关系存在非线性，下面研究加入Rw2构成的反馈系统对输出非线性的影响。对铂电阻模块进行直流扫描分析，观察测量温度与输出电压的关系。直流扫描分析参数页设置同图3.8（a），输出页设置如图3.10。扫描电源为模拟测量温度数值的电压源V1，扫描范围为0到-100V，观察输出结点26电压差变化（模拟输出电压的变化）。分析结果如图3.11所示，可见加入Rw2后，分析所得数据与连接两端点所得的直线几乎重合，反馈电路对非线性程度有很好的调节。
图3.10直流扫描输出参数页设置 图3.11温度与输出电压的关系 3.4电阻Rw1作用分析
将滑动变阻器Rw1用一个任意大小的电阻代替，然后对该电阻进行参数扫描分析，观察Rw1变化时，输出电压在什么时候接近于零。Rw1阻值的扫描范围为1-100kΩ，从图3.12的分析结果可知，Rw1取大约70kΩ时，输出端电压才接近于零，所以应取值为100kΩ的滑动变阻器来进行调零。
图3.12 Rw1大小的确定 去掉RW1的情况下对电路进行直流扫描分析，结果如图3.13可知，当温度0℃时，
输出不为0。加入滑动变阻器，并调整好滑动变阻器的大小，在进行参数扫描分析，结果如图3.14，可知当温度为0℃时，输出电压为0V，即Rw1具有很好的调零作用。
图3.13 无Rw1情况下直流扫描分析
图3.14 Rw1调零后直流扫描分析
3.5电路验证
铂电阻在实际使用时都会有电流流过，电流流过会使电阻发热，使电阻值增大，为了避免这一因素引起的误差，一般流过热电阻的电流应小于6mv。在铂电阻的连接回路添加测量探针，打开电路仿真按钮，探针中显示的铂电阻中流过的电流为4.52mA，符合