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PT100温度传感器测温电路,热电阻Pt100测温电路调试体会

2022-05-13 13:40分类:传感器 阅读:

 

  铂热电阻温度感应器是运用其内阻和溫度成一定函数关系而制作的温度感应器,因为其精确测量精确度高、检测范围大、重现性和稳定性能好等,被普遍用以中温(-200℃~650℃)范畴的温度检测中。PT100是一种广泛运用的温度检测元器件,在-50~600℃℃范畴内具备其它一切温度感应器无法比拟的优点,包含高精密、可靠性好、抗干扰性强等。

  因为铂热电阻的电阻与溫度成离散系统关联,因此必须开展离散系统校准。校准分成数字集成电路校准和微控制器智能化校准,仿真模拟校准有很多已有的电源电路,其精密度不太高且会受温漂等影响要素危害,智能化校准则必须在微解决系统软件中应用,将Pt电阻器的阻值和溫度相匹配起來后存进EEPROM中,依据电源电路中评测的AD值以查询表方法测算相对应溫度值。

  常见的Pt电阻器接线方法有三线制和2线制,在其中三线制接线方法的特点是将PT100的两边相同的的输电线长短各自加在两旁的电感的作用上,促使输电线电阻器得到清除。常见的取样电源电路有二种:一为桥式温度测量电源电路,一为直流电源式温度测量电源电路。

  在其中图1为三线制桥式温度测量电源电路,图2为两条线制桥式温度测量电源电路,图3为直流电源式温度测量电源电路。下边各自对电桥电路和直流电源式电源电路的基本原理在设计过程中应常见问题开展表明。

  一、 桥式温度测量电源电路

  桥式温度测量的常见运用电源电路如图所示1所显示(图1和图2均为电桥电路,各自画下来是因为表明两条线制接线方法和三线制接线方法的差别)。温度测量基本原理:电源电路选用TL431和电阻器VR1调整造成4.096V的参照开关电源;选用R1、R2、VR2、Pt100组成精确测量电桥电路(在其中R1=R2,VR2为100Ω精密电阻),当Pt100的阻值和VR2的阻值不一样时,电桥电路輸出一个mV级的压力差数据信号,这一压力差数据信号历经运算放大器LM324变大后輸出期待尺寸的电流数据信号,该数据信号可立即连AD转换集成ic。差动保护运算放大器中R3=R4、 R5=R6、变大倍率=R5/R3,运算放大器选用单一5V供电系统。

  PT100温度传感器测温电路,热电阻Pt100测温电路调试体会

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  设计方案及调节留意点:

  1. 同力度调节R1和R2的阻值能够更改电桥电路輸出的压力差尺寸。

  2. 更改R5/R3的比率就可以更改工作电压讯号的扩大倍率,便于达到设计师对温度范围的规定

  3. 运算放大器务必连接成负的反馈方法,不然运算放大器不可以正常的工作中(之前就有一个猪脸特别提示说仅有连接成反馈调节才可以正常的工作中,因为我没做实验就拿它当工作经验,逼得我再次做板)。

  4. VR2也能为电阻器,调整电阻器电阻值尺寸还可以更改溫度的零点设置,比如Pt100的零点溫度为0℃,即0℃时电阻器为100Ω,当电阻器电阻值调为109.885Ω时,溫度的零点就被设置在了25℃。精确测量电阻器的电阻值时需在沒有连接电源电路时调整,这是由于连接电源电路后检测的阻值发生了更改。

  5. 理论上,运算放大器輸出的工作电压为键入压力差数据信号&TImes;变大倍率,但实际上在电源电路工作中时精确测量输出电压与键入压力差数据信号并不是如此的关联,压力差数据信号比标准偏差小许多,具体輸出讯号为4.096*(RPt100/(R1 RPt100)- RVR2/(R1 RVR2)) (1)式中阻值以电源电路工作中时量取的为标准。

  6. 电桥电路的正开关电源务必接平稳的参照标准,由于假如立即VCC得话,当网压起伏导致VCC产生变化时,运算放大器輸出的数据信号也会发生改变。

  二、 直流电源式温度测量电源电路

  直流电源式温度测量的常见运用电源电路如图所示3所显示:

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  温度测量基本原理:根据运算放大器U1A将标准工作电压4.096V变换为直流电源,电流量穿过Pt100时在其上形成损耗,再根据运算放大器U1B将该很弱损耗数据信号变大(图上变大倍率为10),即輸出希望的电流数据信号,该数据信号可立即连AD转换集成ic。

  依据虚地定义“工作中于线形范畴内的理想化运算放大器的2个键入端同电位差”,运算放大器U1A的“ ”端和“-”端电位差V =V-=4.096V;假定运算放大器U1A的輸出脚1对地工作电压为Vo,依据虚断定义,(0-V-)/R1 (Vo-V-)/RPt100=0,因而电阻器Pt100上的损耗VPt100=Vo-V-=V-*RPt100/R1,因V-和R1均不会改变,因而图3斜线框中的电源电路等效电路为一个直流电源穿过一个Pt100电阻器,电流量尺寸为V- /R1,Pt100上的损耗仅和其本身转变 的阻值相关。

  设计方案及调节留意点:

  1. 工作电压标准源能够选用TL431按图1的电源电路造成可调式的。

  2. 等效电路直流电源輸出的工作电流不可以很大,以不超过1mA为标准,以防电流量大促使Pt100电阻器本身发烫导致测量温度不精确,实验证实,电流量超过1.5mA将会出现较显著的危害。

  3. 运算放大器选用单一5V供电系统,假如检测的气温起伏非常大,将运算放大器的供电系统改成±15V双电源开关供电系统会出现很大改进。

  4. 电阻器R2、R3的阻值获得充足大,以扩大运算放大器的U1B的输入电阻。

  5. 自然做直流电源也有许多方式,TL431的Datasheet上就会有其做为直流电源的详解。 这时再到以VCC未产生变化时构建的溫度-电阻表中去查询表求值时就错误了,这能够依据式(1)开展测算获知。

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