PT100/PT1000 temperatuur verkryging kring oplossing

1. PT100 en PT1000 temperatuur weerstand verander tabel
Metaal termiese weerstande soos nikkel, koper- en platinumweerstande het 'n positiewe korrelasie met die verandering in weerstand met temperatuur. Platinum het die mees stabiele fisiese en chemiese eienskappe en word die algemeenste gebruik. Die temperatuurmetingsreeks van die algemeen gebruikte platinumweerstand Pt100 is -200~850 ℃. Daarby, die temperatuurmetingsreekse van Pt500, Pt1000, ens. word agtereenvolgens verminder. Pt1000, temperatuurmetingsreeks -200~420 ℃. Volgens die IEC751 internasionale standaard, die temperatuurkenmerke van die platinumweerstand Pt1000 voldoen aan die volgende vereistes:

Pt1000 temperatuur karakteristieke kurwe

Volgens die Pt1000 temperatuur karakteristieke kurwe, die helling van die weerstandskenmerkkromme verander min binne die normale bedryfstemperatuurreeks (soos in figuur getoon 1). Deur lineêre pas, die benaderde verband tussen weerstand en temperatuur is:

1.1 PT100 temperatuur weerstand verander tabel

PT100 temperatuur weerstand verander tabel

1.2 PT1000 temperatuur weerstand verander tabel

PT1000 Temperatuur Weerstand Verander Tabel

2. Algemeen gebruikte verkrygingkringoplossings

2.1 Weerstand spanningsverdeling uitset 0~3.3V/3V analoog spanning

Enkel-chip AD-poort direkte verkryging
Die temperatuurmetingkringspanninguitsetreeks is 0~3.3V, PT1000 (PT1000 weerstand waarde verander baie, temperatuurmeting sensitiwiteit is hoër as PT100; PT100 is meer geskik vir grootskaalse temperatuurmeting).

Weerstandspanningsverdeler voer 0~3.3V 3V analoogspanning uit

Die eenvoudigste manier is om die spanningsverdelingsmetode te gebruik. Die spanning is die spanningsverwysingsbron 4V wat deur die TL431-spanningsverwysingsbronskyfie gegenereer word, of REF3140 kan gebruik word om 4.096V as die verwysingsbron op te wek. Die verwysingsbronskyfies sluit ook REF3120 in, 3125, 3130, 3133, en 3140. Die skyfie gebruik SOT-32-pakket en 5V insetspanning. Die uitsetspanning kan gekies word volgens die vereiste verwysingsspanning. Natuurlik, volgens die normale spanning insetreeks van die MCU AD-poort, dit kan nie 3V/3.3V oorskry nie.

2.2 Resistor spanning verdeling uitset 0 ~ 5V analoog spanning MCU AD poort direkte verkryging.
Natuurlik, sommige stroombane gebruik 5V MCU-kragtoevoer, en die maksimum bedryfsstroom van PT1000 is 0.5mA, dus moet toepaslike weerstandswaarde gebruik word om die normale werking van die komponente te verseker.
Byvoorbeeld, die 3.3V in die spanningsverdeling skematiese diagram hierbo word vervang met 5V. Die voordeel hiervan is dat die 5V spanningsverdeling meer sensitief is as 3,3V, en die verkryging is meer akkuraat. Onthou, die teoretiese berekende uitsetspanning kan nie +5V oorskry nie. Andersins, dit sal skade aan die MCU veroorsaak.

2.3 Die mees gebruikte brugmeting
R11, R12, R13 en Pt1000 word gebruik om 'n meetbrug te vorm, waar R11=R13=10k, R12=1000R presisie weerstande. Wanneer die weerstandswaarde van Pt1000 nie gelyk is aan die weerstandswaarde van R12 nie, die brug sal 'n mV-vlak spanningsverskilsein uitstuur. Hierdie spanningsverskilsein word deur die instrumentversterkerkring versterk en voer die verlangde spanningsein uit. Hierdie sein kan direk aan die AD-omskakelingskyfie of die AD-poort van die mikrobeheerder gekoppel word.

R11, R12, R13 en Pt1000 word gebruik om 'n meetbrug te vorm

Die beginsel van weerstandmeting van hierdie stroombaan:
1) PT1000 is 'n termistor. Soos die temperatuur verander, die weerstand verander basies lineêr.
2) By 0 grade, die weerstand van PT1000 is 1kΩ, dan is Ub en Ua gelyk, dit wil sê, Uba = Ub – Doen = 0.
3) Aanvaar dit by 'n sekere temperatuur, die weerstand van PT1000 is 1.5kΩ, dan is Ub en Ua nie gelyk nie. Volgens die spanningsverdelingsbeginsel, ons kan uitvind dat Uba = Ub – Doen > 0.
4) OP07 is 'n operasionele versterker, en sy spanningswins A hang af van die eksterne stroombaan, waar A = R2/R1 = 17.5.
5) Die uitsetspanning Uo van OP07 = Uba * N. So as ons 'n voltmeter gebruik om die uitsetspanning van OP07 te meet, ons kan die waarde van Uab aflei. Aangesien Ua 'n bekende waarde is, ons kan verder die waarde van Ub bereken. Toe, met behulp van die spanningsverdelingsbeginsel, ons kan die spesifieke weerstandswaarde van PT1000 bereken. Hierdie proses kan bereik word deur sagteware-berekening.
6) As ons weet wat die weerstand waarde van PT1000 by enige temperatuur, ons hoef net die tabel op te soek gebaseer op die weerstandswaarde om die huidige temperatuur te weet.

2.4 Konstante huidige bron
As gevolg van die selfverhittingseffek van die termiese weerstand, die stroom wat deur die resistor vloei moet so klein as moontlik wees. Oor die algemeen, die stroom sal na verwagting minder as 10mA wees. Dit is geverifieer dat die selfverhitting van die platinumweerstand PT100 van 1 mW sal 'n temperatuurverandering van 0.02-0.75 ℃ veroorsaak. Daarom, die vermindering van die stroom van die platinumweerstand PT100 kan ook sy temperatuurverandering verminder. Egter, as die stroom te klein is, dit is vatbaar vir geraasinterferensie, dus die waarde is oor die algemeen 0.5-2 mA, dus word die konstante stroombronstroom gekies as 'n 1mA konstantestroombron.

Die skyfie word gekies as die konstante spanning bronskyfie TL431, en dan omgeskakel na 'n konstante stroombron deur huidige negatiewe terugvoer te gebruik. Die stroombaan word in die figuur getoon

Onder hulle, die operasionele versterker CA3140 word gebruik om die lasvermoë van die stroombron te verbeter, en die berekeningsformule vir die uitsetstroom is:

Die weerstand moet a 0.1% presisie weerstand. Die finale uitsetstroom is 0,996mA, dit wil sê, die akkuraatheid is 0.4%.

Die konstante stroombronkring moet die volgende kenmerke hê

Kies die konstante spanning bronskyfie TL431

Temperatuur stabiliteit: Aangesien ons temperatuurmetingsomgewing 0-100 ℃ is, die uitset van die huidige bron moet nie sensitief vir temperatuur wees nie. Die TL431 het 'n uiters lae temperatuurkoëffisiënt en lae temperatuurverdryf.

Goeie vragregulering: As die huidige rimpeling te groot is, dit sal leesfoute veroorsaak. Volgens teoretiese analise, aangesien die insetspanning tussen 100-138.5mV wissel, en die temperatuurmetingsreeks is 0-100 ℃, die temperatuurmetingsakkuraatheid is ±1 graad Celsius, dus moet die uitsetspanning verander met 38.5/100=0.385mV vir elke 1℃ toename in omgewingstemperatuur. Ten einde te verseker dat die huidige fluktuasie nie die akkuraatheid beïnvloed nie, oorweeg die mees ekstreme geval, by 100 grade Celsius, die weerstandswaarde van PT100 moet 138.5R wees. Dan moet die huidige rimpeling minder as 0.385/138.5=0.000278mA wees, dit wil sê, die huidige verandering tydens die lasverandering moet minder as 0,000278mA wees. In die werklike simulasie, die huidige bron bly basies onveranderd.
3. AD623 verkryging kring oplossing

AD623 verkryging PT1000 stroombaan oplossing

Die beginsel kan na bogenoemde brugmetingsbeginsel verwys.
Lae temperatuur verkryging:

Hoë temperatuur verkryging

4. AD620 verkryging kring oplossing

AD620 PT100 verkryging oplossing

AD620 PT100 verkryging oplossing hoë temperatuur (150°):

AD620 PT100 verkryging oplossing lae temperatuur (-40°):

AD620 PT100 verkryging oplossing kamertemperatuur (20°):

5. PT100 en PT1000 anti-interferensie filter analise

Temperatuuropname in een of ander kompleks, harde of spesiale omgewings sal onderhewig wees aan groot inmenging, hoofsaaklik insluitend EMI en REI.

Byvoorbeeld, in die toepassing van motortemperatuurverkryging, motorbeheer en hoëspoedrotasie van die motor veroorsaak hoëfrekwensieversteurings.

Daar is ook 'n groot aantal temperatuurbeheerscenario's binne lugvaart- en lugvaartvoertuie, wat die kragstelsel en omgewingsbeheerstelsel meet en beheer. Die kern van temperatuurbeheer is temperatuurmeting. Aangesien die weerstand van termistor lineêr met temperatuur kan verander, die gebruik van platinumweerstand om temperatuur te meet, is 'n effektiewe hoë-presisie temperatuurmetingsmetode. Die hoofprobleme is soos volg:
1. Die weerstand op die looddraad word maklik ingebring, wat dus die meetakkuraatheid van die sensor beïnvloed;
2. In sommige sterk elektromagnetiese interferensie-omgewings, die steuring kan na gelykstelling deur die instrumentversterker omgeskakel word na GS-uitset
Offset fout, die metingsakkuraatheid beïnvloed.
5.1 Lugvaart PT1000-verkrygingskring in die lug

Lugvaart PT1000-verkrygingskring in die lug

Verwys na die ontwerp van 'n PT1000-verkrygingsbaan in die lug vir anti-elektromagnetiese steurings in 'n sekere lugvaart.

'n Filter word aan die buitenste punt van die verkrygingskring gestel. Die PT1000-verkryging-voorverwerkingkring is geskik vir anti-elektromagnetiese interferensie-voorverwerking van elektroniese toerusting-koppelvlak;
Die spesifieke stroombaan is:
Die +15V insetspanning word omgeskakel in 'n +5V hoë-presisie spanningsbron deur 'n spanningsreguleerder, en die +5V hoë-presisie spanningsbron is direk gekoppel aan die weerstand R1.
Die ander kant van die weerstand R1 is in twee paaie verdeel, een gekoppel aan die in-fase-ingang van die op-versterker, en die ander gekoppel aan die PT1000-weerstand A-einde deur die T-tipe filter S1. Die uitset van die op-versterker is gekoppel aan die inverterende inset om 'n spanningsvolger te vorm, en die omkeerinset is gekoppel aan die grondpoort van die spanningsreguleerder om te verseker dat die spanning by die in-fase inset altyd nul is. Nadat u deur die S2-filter gegaan het, een punt A van die PT1000-weerstand is in twee paaie verdeel, een pad word gebruik as die differensiële spanning insetterminaal D deur weerstand R4, en die ander pad is verbind met AGND deur weerstand R2. Nadat u deur die S3-filter gegaan het, die ander kant B van die PT1000-weerstand is in twee paaie verdeel, one path is used as the differential voltage input terminal E through resistor R5, and the other path is connected to AGND through resistor R3. D and E are connected through capacitor C3, D is connected to AGND through capacitor C1, and E is connected to AGND through capacitor C2; the precise resistance value of PT1000 can be calculated by measuring the differential voltage between D and E.

Die +15V insetspanning word omgeskakel in 'n +5V hoë-presisie spanningsbron deur 'n spanningsreguleerder. The +5V is directly connected to R1. The other end of R1 is divided into two paths, one is connected to the in-phase input terminal of the op amp, and the other is connected to the PT1000 resistor A through the T-type filter S1. Die uitset van die op-versterker is gekoppel aan die inverterende inset om 'n spanningsvolger te vorm, and the inverting input is connected to the ground port of the voltage regulator to ensure that the voltage at the inverting input is always zero. Op hierdie tydstip, die stroom wat deur R1 vloei is 'n konstante 0.5mA. Die spanningsreguleerder gebruik AD586TQ/883B, en die op-versterker gebruik OP467A.

Nadat u deur die S2-filter gegaan het, een punt A van die PT1000-weerstand is in twee paaie verdeel, een deur weerstand R4 as die differensiële spanning inset einde D, en een deur weerstand R2 na AGND; nadat dit deur die S3-filter gegaan het, die ander kant B van die PT1000-weerstand is in twee paaie verdeel, een deur weerstand R5 as die differensiële spanning inset einde E, en een deur weerstand R3 na AGND. D and E are connected through capacitor C3, D is connected to AGND through capacitor C1, and E is connected to AGND through capacitor C2.
Die weerstand van R4 en R5 is 4,02k ohm, die weerstand van R1 en R2 is 1M ohm, die kapasitansie van C1 en C2 is 1000pF, en die kapasitansie van C3 is 0.047uF. R4, R5, C1, C2, en C3 vorm saam 'n RFI-filternetwerk, wat die laagdeurlaatfiltrering van die insetsein voltooi, en die voorwerpe wat uitgefiltreer moet word, sluit in die differensiële modus interferensie en gemeenskaplike modus interferensie wat in die inset differensiële sein gedra word. Die berekening van die ‑3dB afsnyfrekwensie van die gemeenskaplike modus steuring en differensiële modus steuring wat in die insetsein gedra word, word in die formule getoon:

Vervang die weerstandswaarde in die berekening, die algemene modus afsnyfrekwensie is 40kHz, en die differensiële modus afsnyfrekwensie is 2.6KHZ.
Eindpunt B is deur die S4-filter aan AGND gekoppel. Onder hulle, die filtergrondterminale van S1 tot S4 is almal aan die vliegtuig se afskermgrond gekoppel. Aangesien die stroom wat deur PT1000 vloei 'n bekende 0.05mA is, die presiese weerstandswaarde van PT1000 kan bereken word deur die differensiële spanning aan beide kante van D en E te meet.
S1 tot S4 gebruik T-tipe filters, model GTL2012X-103T801, met 'n afsnyfrekwensie van 1M±20%. Hierdie stroombaan stel laagdeurlaatfilters aan die eksterne koppelvlaklyne bekend en voer RFI-filtrering op die differensiële spanning uit. As 'n voorverwerkingsbaan vir PT1000, dit elimineer effektief elektromagnetiese en RFI-straling-interferensie, wat die betroubaarheid van die versamelde waardes aansienlik verbeter. Daarby, die spanning word direk vanaf beide kante van die PT1000-weerstand gemeet, die fout wat veroorsaak word deur die loodweerstand uit te skakel en die akkuraatheid van die weerstandswaarde te verbeter.

5.2 T-tipe filter
Die T-tipe filter bestaan ​​uit twee induktors en kapasitors. Albei kante daarvan het hoë impedansie, en sy invoegverliesprestasie is soortgelyk aan dié van die π-tipe filter, maar dit is nie geneig tot “lui” en kan gebruik word om stroombane te skakel.