配置RTD测量时报错误号 Error -200077

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问题: 当我使用RTD传感器测量温度时出现错误，错误号 Error -200077，说设置的最大、最小值不正确。当我按照错误提示重新设置输入范围后，能够进行测量，但测量值在输入范围的最大值处出现饱和。为什么会这样，我该如何设置才能完成正确的测量？

解答: 这个误差的发生通常是由于测试设备的电压量程太小引起的。为了使用RTD传感器来正确测量温度，测试设备的电压量程必须可以测量由 Callendar-Van Dusen公式所得到的温度。虽然通过信号调理衰减被测信号或减小激励电流值可能也有帮助，但大多数情况下，最好的解决方案是使用针对RTD类型具有合适量程的测试设备。至于为什么如此以及如何确定合适的电压量程的详细描述，请见下文。

根据设备的电压量程来计算相应的温度测量范围，设备的驱动会使用 NI-DAQmx 帮助文档位于Measurement Fundamentals»Common Sensors»Temperature Sensors»RTDs»Callendar-Van Dusen Equation.中的 Callendar-Van Dusen公式。根据测量得到的电阻值来计算温度值，需要用到该帮助文档中的以下公式:

温度低于 0 °C:

R_T = R₀[1 + A × T + B × T² + C × T³ × (T – 100 °C)]

温度高于 0 °C:

R_T = R₀[1 + A × T + B × T²]

T = 摄氏温度
R_T =温度为T时 RTD的阻值
R₀ = 0 °C是RTD的阻值
A, B,  C = 与RTD类型相关的系数（基于 TCR)

使用这些方程可以根据设备的电压量程来计算有效的温度范围.

例如，如果使用 NI 9211, 它的电压量程为±80 mV, 激励电流源的大小为2.5 mA, 根据欧姆定律可以得到有效的电阻值测量范围为 0 Ω ( at 0 V) and 32 Ω (at 80 mV). 如果使用的RTD类型是TCR  3750, 其Callendar-Van Dusen 系数如下:

A = 3.81 × 10^–3
B = –6.02×10^–7
C = –6.0×10^–12

注意: 这些参数可以在NI-DAQmx中的帮助文档找到，位于Measurement Fundamentals»Common Sensors»Temperature Sensors»RTDs»Platinum RTD Types.

根据电阻值可能取到的最大值和最小值解上述方程来求温度( 假设 R₀ 为 100 Ω ), 相应的温度范围大致 -245 °C 至 -172 °C, 另外，如果温度为20 °C (室温) ，解得电阻值R_T 将为 107.6 Ω. 在2.5mA的激励电流激励下，相应的电压值大概为0.269V，这个值超出了NI 9211所能测量的最大值0.8V。因此，用这个设备试图测量室温，将会返回一个饱和的最大值为-172 °C.

如上文所提到的，除非使用不同的测试设备(如 NI 9217), 可能需要在信号测量前通过信号调理来衰减从传感器出来的电压值。可能的话，更小的激励电流或不同类型的RTD也许也可以考虑。

相关链接: National Instruments: Temperature Measurements
Developer Zone Tutorial: Temperature Measurements with RTD's: How-To-Guide
Products and Services: NI 9217

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报告日期: 12/07/2008
最近更新: 07/02/2011
文档编号: 4S6G33LY