對於有精度要求的設計，電阻溫度探測器（resistance-temperature detector，RTD）是優先的感測器選擇。雖然 RTD 在 0 ℃至 100℃ 的有限溫度範圍內近似為線性，但當測量範圍加寬時，這些感測器會表現出少量但卻越來越大的非線性之溫度與電阻比較（temperature-versus-resistance）特性。因此，如果系統要在擴充溫度範圍內達到高精度，則需要曲線擬合（fitting）。消除一個RTD 感測器非線性特性的一種方法是在任何附加的信號處理發生之前，設計一個類比硬體電路來完成曲線擬合算法。如果能同保持低成本和低元件數，並且當微處理器的設計不夠靈活的情況下，這種方法尤其具備吸引力。低元件數還能為小尺寸印刷電路板（PCB）帶來其他的好處。
多數常見的 RTD 採用鉑製造，在 0℃ 時電阻值為 100Ω，其金屬純度使之遵循正溫度係數的標準歐洲曲線（standard European curve），溫度係數α 等於 0.00385Ω/Ω/℃。金屬純度略高的 RTD 也很常見，但普及性略差。這些 RTD 的α 為 0.00392Ω/Ω/℃，遵循美國曲線。圖 1 中的電路採用一個標準的 RTD 來測量 0 至 350℃ 擴充範圍內的溫度，輸出電壓為 0 至 3.5V，系統總精度優於 0.5℃。下列的線性方程正說明了此一感測器系統：
IC1 是接腳可配置的，可經由接地感測器 T1來驅動一個 400 μA 的恒流（constant current）。以這種水平電流驅動 T1（“零功率”運行）可使感測器內電路的功耗保持在低於 40 μW 的最低水平，減少自發熱誤差（self-heating error）的二次效應（參考文獻 1）。另外，用恒流驅動 RTD 可以保持其固有的非線性，可將感測器的輸出電壓 VS 表示為：400 μA×RS，其中 RS 是感測器的電阻。
IC2 先對感測器的輸出作信號調整，方法是先縮放輸出電壓，然後對結果進行偏置，使VT 略高於 350℃ 時的 3.5V 輸出，VT 等於 0℃ 時的 0V。對曲線擬合電路來說，在線性化之前增加增益和偏置增加不了多少負擔，而有助於滿足系統的精度規格。C1 與 R5 的組合實現了一個單極約為 10 Hz 的低通濾波器，以去除電源雜訊。下列方程式描述了 IC2 及其相關電路的性能：VT=75VS–3V。
接下來，用一個 Excel 試算表建立電壓 VT 與系統輸出 VO 之間的非線性數學關係（表 1）。試算表有 17 個被測溫度項，從 0℃ 開始，以 25℃ 作為增量增加，到達 400℃時結束。採用一種超過 350℃ 預期測量範圍的資料集可以減少非線性系統的最終誤差。用 RS 的值（可以從標準 RTD 電阻與溫度表中查到）與方程可以計算出 VS 和 VT。VT 與 VO 列分別是線性化電路的輸入和輸出信號；並用 Excel 的 XY 散佈圖功能來將它們繪製成圖。可以用 Excel 的趨勢線功能建立下列方程，這是需要用於感測器輸出線性化的曲線擬合電路的數學表述：VO=0.0005V+0.8597VT+0.0123VT 2。IC3 與四顆 1% 公差的電阻（或可選五隻電阻）實現一個二次多項式：VO=a+bVT+cVT 2，其中 a 是偏置項，b 是一次項係數，c 是平方項係數。
曲線擬合電路設計首先是將 IC3 的四個輸入相連接，建立一個正的平方項，它透過一個 1/10V 的內部縮放因數對晶片的輸出進行調整。然後透過對項的比較，會發現係數 c 一定為 0.0123。因為 R6 和 R7 構成一個衰減信號 VT 的分壓器，你可以用下列方程來表示係數：
為 R7 選擇一個值（本設計中是 10 kΩ），然後用前面的方程找到 R6 的值。
電阻 R8、R9 及可選的 R10 構成一個被動累加器，建立偏移項 a 以及一次係數 b。將被動累加器的輸出直接加在 IC3 的 Pin 6，即 Z 輸入，該 IC 將偏移與線性項加到平方項上，形成 Pin 7 的系統回應。再次比較這些項目，會注意到偏移項一定等於 0.0005V。由於偏移項只有 0.5 mV，忽略它而增加的誤差大約為 0.05℃，因此就可以開始忽略不計。然後，由於一次項係數 b 一定為 0.8507，因此先為 R9 選擇一個適當的值，再用下列方程計算出 R8：b=R9/(R8+R9)。
如果打算設計可選電路，並包括是被動累加器一部分的偏移項，則要為 VREF 選擇一個穩定的 2.5V 基準電壓，計算 R8//R9=REQ 並聯值（R8 的等效電阻與 R9 並聯），然後用下列分壓器方程式計算出 R10：a=(REQ/(R9+REQ))VREF。
校準此一電路時，用一個精密十進位電阻箱代替感測器。設定十進位電阻箱來模擬 0℃，調整 R2 的偏置端，使 IC3 的 Pin 7 輸出為 0V。然後，再設定十進位箱來模擬 350℃，調整 R3 的增益端獲得 3.5V 輸出。重複這個調整步驟，直到兩個點均被確定。圖 1 中的電路（包含了可選電路）表示的是 250℃ 和 2.504V 的 0.16%（或 0.4℃）時最差情況下的測量誤差。對沒有可選電路（基準電壓與 R10）的測試說明了，精度並未出現可以分辨的改善。
參考文獻
1. “IC Generates Second-Order Polynomial,” Electronic Design, Aug 5, 1993, www.elecdesign.com/Articles/Index.cfm?AD=1&ArticleID=11502.
圖說
圖 1 圖中的 RTD 電路採用一個二次多項式對感測器的輸出進行線性化。
表1 Excel試臬表的數據
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Figure 1, Table 1
