雖說溫度測量在各種工業(yè)現場分布十分廣泛，但是能實現精確和快速的溫度測量十分困難。其實現之難點有：溫度信號本身并不像一般的物理信號那么容易直接檢測，而且溫度測量數據都是要通過數字形式保存或記錄的，這樣又涉及到了傳感器技術、精確測量和數據處理等技術，使得溫度測量難度加大。本文通過介紹利用RIGOL的臺式萬用表DM3068為工程師們提供了一種便捷、精確的解決方案。

系統(tǒng)結構

溫度測量系統(tǒng)主要由三部分組成：溫度傳感器(用于將溫度變化轉換為電壓/電阻的變化)、測量部分(測量電壓/電阻信號)、計算和轉換部分(將測量的電壓/電阻值轉換為溫度值)。其中，溫度傳感器已經形成工業(yè)標準化的產品，只需要選擇適合應用的產品即可。余下的兩個部分，則可以直接由DM3068承擔。另外，再搭配一臺PC，用于記錄和分析測量結果。系統(tǒng)結構示意圖如圖 1所示。

圖1 系統(tǒng)結構示意圖

選擇溫度傳感器

目前工業(yè)應用中，常見的溫度傳感器有熱電偶(TC)、熱電阻(RTD)和熱敏電阻(Thermistor)三種。DM3068直接內置了針對這三種傳感器各個型號的測量支持，方便溫度測量。

DM3068溫度測量功能

DM3068是一款精度達到61/2的臺式萬用表，除了可進行各種電信號測量外，其內置溫度測量功能，可以直接與多種溫度傳感器連接進行溫度測量。支持前面板操作和遠程通信方式控制并獲取測量結果。

由于DM3068前端內置冷端參考溫度測量，因此，只需要簡單的將TC溫度傳感器直接以電壓測量方式連接DM3068，并在DM3068設置界面選擇匹配的TC傳感器類型，即可開始溫度測量。DM3068還支持2線RTD、4線RTD溫度傳感器和Thermistor溫度傳感器，也只需選擇與傳感器匹配的參數即可直接測量溫度。

DM3068直接支持B型、E型、J型、K型、N型、R型、S型、T型的TC傳感器，支持R0參數范圍為49～2100Ω，傳感器系數α為0.00385、0.00389、0.00391、0.00392的2線或4線RTD傳感器，支持2.2kΩ、3kΩ、5kΩ、10kΩ、30kΩ五種類型的Thermistor傳感器，并足以滿足通常的應用。

由于DM3068本身能夠提供高精度的電壓、電阻測量，最小可分辨精度可達0.1μV電壓或0.1mΩ電阻。因此在溫度測量的時候，測溫的可靠性和穩(wěn)定性可以得到充分的保障。內部計算方式采用符合國際溫度標準ITS-90的計算方法，溫度計算精度可達0.001℃。另外還具有多種統(tǒng)計和控制功能方便與其他設備組建集成溫度測試系統(tǒng)。

測量應用舉例

應用場景

采用RTD傳感器，型號Pt100，α參數為0.00385,利用DM3068的統(tǒng)計功能記錄當前溫度變化情況，并保存測量數據供以后查閱。

設置方法

參考圖1系統(tǒng)結構，連接傳感器的兩個端子到DM3068的電阻測量輸入端，然后設置DM3068的溫度測量功能。為了保證被測信號連接可靠，使用如圖 2(a)所示的橡膠頭連接器，引線端可以直接連接溫度傳感器的引線，金屬頭可以直接接入DM3068的電壓測量輸入表筆插孔。連接后的效果如圖 2(b)所示。

(a)連接用橡膠頭 (b)連接后的效果

圖2 DM3068與傳感器的連接

在DM3068前面板，按“Sensor”鍵進入傳感器配置界面，依次選擇“新建”→“溫度”→“類型”→“RTD”→“R0”,設置電阻為100Ω，選擇α參數為0.00385。設置完成后，返回上一級單擊“確定”→“應用”按鈕,即可開始進行溫度測量。

用DM3068配套的9孔串口通信線連接電腦和DM3068。在DM3068前面板按“Utility”鍵，進入設置界面，然后依次選擇“接口”→“RS232”→“設置”→“波特率”，其中，波特率選擇9600，再通過“接口”→“RS232”→“打印”→“打開”，來打開DM3068自動通過串口以字符方式打印數據到串口的功能。在電腦的“開始→程序→附件→通信”目錄下打開“超級終端”串口通信軟件，設置波特率為9600，硬件握手無，其他參數默認即可，并通過軟件的“傳送→捕獲文字”菜單下設置數據保存的路徑和數據文件名，啟動后，超級終端將自動將屏幕顯示的數據保存在相應的文件中，將來可以記事本或Excel直接打開保存的文件。

同時，還可以打開DM3068的趨勢繪圖功能，測量結束后還可以直接保存繪圖結果到U盤。在DM3068前面板按“Math”鍵進入設置界面，按“趨勢繪圖”直接進入趨勢繪圖功能。按屏幕下方第一個藍色軟鍵，可以調出菜單，測量完成后按“停止”鍵即可停止繪圖，此時還彈出一個“PrtScn”菜單，從前面板USB接口處插入U盤，按下“PrtScn”菜單鍵即可直接保存繪圖，結果如圖 3所示。

圖 3 趨勢繪圖

結束語

比較復雜的問題是如何實現高精度和快速的溫度測量系統(tǒng)，但是其實現也不是沒有可能，只要充分利用了DM3068豐富的測量功能，便捷的高精度溫度測量就能實現。此外，DM3068優(yōu)勢還有很多，其豐富的數學統(tǒng)計功能和通過/失敗檢測輸出功能和豐富的通信接口，就能夠讓工程師們自由的組建高精度溫度測量系統(tǒng)，十分便捷。