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PT100测温电路

  • 2021-08-25 18:48
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  • PT100所谓的二线制,三线制,四线制如何接线

    铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化的,那么铂热电阻的三种接线方法以及消除误差的原理是怎么样的呢?

    二线制:

    在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单

    三线制

    这种接法是工业过程控制中的最常用的。为了更好的分析三线制是如何消除引线电阻的,下面先展示三线制PT100的实物图:1和2之间电阻为110欧左右

    这样就在左边的两个桥臂上都引入的导线电阻,从而减小了由于导线电阻引入的误差。

    四线制

    四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。如图所示:

    测温电路

    我们以常用的三线制

    电路分析

    对于测温电路,其实有很多可以值得研究的地方,小电路有大智慧。比如,你可以一眼就看出来这个电路不能测零下的温度吗?你可以计算出来这个电路可以测量的温度范围是从多少度到多少度吗?你可以修改这个电路,让它可以测到你所需要的温度范围吗?如果把反相(-IN)和同相(+IN)两条线调换,后果如何?看看,你觉得电路简单,那么上面的问题都可以回答吗?

    越简单的电路,稳定性就越好。该电路中的四个电阻都需要用0.1%精度的。电路只用了一个电桥和一个差分放大器。R2 R3 R4与PT100组成电桥电路,REF3030为电桥电路提供标准的3.00V电压。AD623用一个2K的放大反馈电阻精确的把电桥的压差放大51倍。(为什么是51倍,详见AD623的datasheet)

    细心的小伙伴,会研究一下PT100的接法。PT100一般有两线和三线的传感器。因为线本身肯定有电阻,而上面也提到过,每变化一度,PT100只变化0.39欧姆,那么如果PT100的线很长的话,电阻就越大,线不同,电阻就不同,就肯定会大大的影响测出来的结果。所以,你现在就可以理解了,两线制的PT100,只适合短距离的应用。长距离的应用,就要用三线制。再让我们看看三线制是如何把电线上的电阻影响排除的。

    假设现在是0度,那么PT100的阻值就是100欧姆,在电路中的话,电桥的压差就是0V,所以最后也是0V,也就是测到0V的话,就是0度。假设现在零下一度了,PT100的阻值就小于100欧了,同相的电压就会比反相的电压小,得到的电压永远就0V了,所以这个电路就测不到0度以下。AD623最大输出3.3V电压,3300/51=64.7mV,也就是说,电桥的压差,最大只能是64.7mV,再大的压差,AD623的输出也最大是3.3V了。反相臂的电压,固定是(3000/2100)*100=142.86mV,那么同相臂的电压最大只能是142.86+64.7=207.56mV,对应PT100的电阻就等于207.56/((3000-207.56)/2000)=148.66欧姆。

    同是电子工程师,请一定不要吝啬你的赞!

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  • boy59

    LV.1

    2021-08-26 09:37

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    三线制的电路图应该是画错了,下面这个画法才能抵消掉导线误差

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  • lihui710884923

    LV.1

    2021-08-26 16:13

    @

    有错误的地方欢迎大家指正,打算做这个PT100的温控电路

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  • lihui710884923

    LV.1

    2021-08-26 16:23

    @boy59

    三线制的电路图应该是画错了,下面这个画法才能抵消掉导线误差

    老哥,再帮忙看下

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  • boy59

    LV.1

    2021-08-26 20:02

    @lihui710884923

    老哥,再帮忙看下

    上面的图是正确的,用VR2可调电阻效果更好可以校零,用来补偿线材阻抗的不一致问题。

    三线制以前没用过,用的比较多的是恒流法。看到你的原理图后一时想不通就研究了一下,这种三线制的解决方案还是非常值得学习的。

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  • liuxiaofei126

    LV.1

    2021-08-26 23:50

    @boy59

    上面的图是正确的,用VR2可调电阻效果更好可以校零,用来补偿线材阻抗的不一致问题。

    三线制以前没用过,用的比较多的是恒流法。看到你的原理图后一时想不通就研究了一下,这种三线制的解决方案还是非常值得学习的。

    学习一下三线制的测温电路

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  • lihui710884923

    LV.1

    2021-08-27 18:12

    @boy59

    上面的图是正确的,用VR2可调电阻效果更好可以校零,用来补偿线材阻抗的不一致问题。

    三线制以前没用过,用的比较多的是恒流法。看到你的原理图后一时想不通就研究了一下,这种三线制的解决方案还是非常值得学习的。

    多谢老哥指正,这是用哪个修图软件修的啊

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  • boy59

    LV.1

    2021-08-27 22:50

    @lihui710884923

    多谢老哥指正,这是用哪个修图软件修的啊

    系统自带的画图板……

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  • lihui710884923

    LV.1

    2021-08-30 09:38

    @boy59

    系统自带的画图板……

    好的,咱们经常用恒流测温

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  • boy59

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    2021-08-30 12:46

    @lihui710884923

    好的,咱们经常用恒流测温

    以前用Pt100的时候只会这种恒流法……

    功耗相当的前提下,恒流法和三线桥结构哪种的精度更有优势?

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  • lihui710884923

    LV.1

    2021-08-30 13:28

    @boy59

    以前用Pt100的时候只会这种恒流法……

    功耗相当的前提下,恒流法和三线桥结构哪种的精度更有优势?

    我也是在尝试,精度这块不好说

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