3-حل قياس الأسلاك لـ PT100 (الحق في التنمية) الاستشعار

محاكاة LTSpice لنظام قياس 3 أسلاك لـ PT100 (الحق في التنمية) الاستشعار: Pt100 هو مستشعر درجة الحرارة المقاوم الحراري, الاسم الكامل هو المقاوم البلاتيني 100 أوم. وهي مصنوعة من البلاتين النقي, وتزداد قيمة مقاومتها خطياً بنسبة معينة عند تغير درجة الحرارة.

PT100, الاسم الكامل للمقاوم الحراري البلاتيني, عبارة عن مستشعر درجة حرارة مقاوم مصنوع من البلاتين (نقطة), وتتغير قيمة مقاومته مع درجة الحرارة. ال 100 بعد PT يعني أن قيمة مقاومته هي 100 أوم عند 0 درجة مئوية, وقيمة مقاومته حوالي 138.5 أوم عند 100 درجة مئوية. لديها خصائص الدقة العالية, استقرار جيد, القدرة القوية لمكافحة التداخل, والعلاقة بين مقاومته وتغير درجة الحرارة: ص = ص0(1+αT), حيث α = 0.00392, رو هو 100Ω (قيمة المقاومة عند 0 درجة مئوية), وT هي درجة الحرارة المئوية.

PT100 مقاومة درجات الحرارة جدول التغيير المقابل

2. استيراد المقاوم pt100
نظرًا لعدم وجود pt100 في مكتبة مكونات LTspice, نحن بحاجة إلى استيراد pt100 يدويا. نظرًا لعدم العثور على ملف التوابل الخاص بـ pt100, نقوم باستيراد المقاوم المنزلق هنا كبديل. لاستيراد المقاوم المنزلق, تحتاج إلى إضافة الملفات الثلاثة التالية في دليل تثبيت LTspice. انسخ الملفات الثلاثة (تصاعدي, عاصي وليب) بشكل منفصل, إنشاء ملفات لكل, وأخيرًا ضعهم في الموقع المناسب لتثبيت LTSpice. وضع تصاعدي مع الخطط الأخرى, ضع asy في Sym تحت lib, ووضع lib في sub تحت lib. بعد الإضافة, يمكنك رؤية مقياس الجهد في المكون الموجود في LTSpice. مقياس الجهد هذا هو المقاوم المنزلق المطلوب.

الجهد_test.asc

إصدار 4
ملزمة 1 880 680
سلك 272 48 0 48
سلك 528 48 272 48
سلك 272 80 272 48
سلك 528 80 528 48
سلك 0 96 0 48
سلك 0 192 0 176
سلك 272 208 272 176
سلك 528 208 528 176
علَم 272 208 0
علَم 0 192 0
علَم 320 128 خارج1
علَم 528 208 0
علَم 576 128 خارج2
رمز الجهد 0 80 R0
SYMATTR InstName V1
قيمة SYMATTR 10
رمز الجهد 272 176 م0
SYMATTR InstName U1
ممسحة SYMATTR SpiceLine2 = 0.2
رمز الجهد 528 176 م0
SYMATTR InstName U2
SYMATTR SpiceLine R=1
ممسحة SYMATTR SpiceLine2 = 0.8
نص 140 228 غادر 2 !.مرجع سابق

الجهد.asy

إصدار 4
كتلة نوع الرمز
الخط عادي 16 -31 -15 -16
الخط عادي -16 -48 16 -31
الخط عادي 16 -64 -16 -48
الخط عادي 1 -9 -15 -16
الخط عادي 1 0 1 -9
الخط عادي 1 -94 1 -87
الخط عادي -24 -56 -16 -48
الخط عادي -24 -40 -15 -48
الخط عادي -47 -48 -15 -48
الخط عادي -16 -80 16 -64
الخط عادي 1 -87 -16 -80
نافذة 0 30 -90 غادر 2
نافذة 39 30 -50 غادر 2
نافذة 40 31 -23 غادر 2
بادئة SYMATTR X
SYMATTR ModelFile Potentiometer.lib
SYMATTR SpiceLine R = 1 كيلو
ممسحة SYMATTR SpiceLine2 = 0.5
مقياس الجهد SYMATTR Value2
دبوس 0 -96 لا أحد 8
PINATTR اسم الدبوس 1
PINATTR SpiceOrder 1
دبوس 0 0 لا أحد 8
PINATTR اسم الدبوس 2
PINATTR SpiceOrder 2
دبوس -48 -48 لا أحد 8
PINATTR اسم الدبوس 3
PINATTR SpiceOrder 3

الجهد.lib

* هذا هو الجهد
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.مقياس الجهد SUBCKT 1 2 3
.المعلمة ث = الحد(ممسحة,1م,.999)
R0 1 3 {ص*(1-ث)}
R1 3 2 {ص*(ث)}
.انتهى

3. جسر ويتستون لقياس مقاومة PT100

اتصال جسر ويتستون ونموذج محاكاة LTspice

جسر ذو ذراع واحدة أو دائرة ويتستون

اتصال جسر ويتستون ونموذج محاكاة LTspice:
عندما يكون الجسر متوازنا, قيمة قياس مقياس الجهد مكافئ?%5CbigtriangleupU=0

I1*RT=I2*R2

I1*R3=I2*R4

من هذا, يمكن استنتاج ذلك: Rt/R3=R2/R4

إنه: ع*R4=R2*R3

إن نتيجة قياس المقاومة بهذه الطريقة لا علاقة لها بدقة مقياس الجهد, دقة المقاومة, والقوة الدافعة الكهربائية. إنه يتجنب الخطأ الناتج عن تغيير مصدر الطاقة بمرور الوقت, ويتجنب مشكلة تقسيم الجهد مقياس التيار الكهربائي, تحويلة متر الجهد, والكثير من تقسيم جهد الأسلاك.

طرق قياس مختلفة لـ PT100:

عدة طرق رائدة للمقاوم الحراري P

عندما تكون نقطة درجة الحرارة المراد قياسها في الموقع بعيدة عن الجهاز, من الضروري توصيل المقاوم الحراري بسلك الرصاص. مقاومة الرصاص هي r. لا يمكن لنظام السلكين تجنب الخطأ الناتج عن مقاومة السلك أثناء الحساب, وستكون قيمة المقاومة الفعلية المقاسة أصغر.

مقاومة المقاوم الحراري بالإضافة إلى سلك الرصاص هي r

من أجل تعويض الخطأ, يتم تقديم اتصال بأربعة أسلاك. عندما يزيد Rt بمقدار 2r, يزيد R2 أيضًا بمقدار 2r. بغض النظر عن طول السلك, يمكن أن يكون الجسر متوازنا. يجب رسم أربعة أسلاك. بما أن الفولتية عند النقطتين p و q متساوية, يمكن أن تكون معادلة لنقطة واحدة, وهي طريقة الاتصال بثلاثة أسلاك, إنه, طريقة الاتصال ثلاثية الأسلاك المحاكاة في هذه التجربة. في الممارسة العملية, كما يتم استخدام الأسلاك الثلاثة في الغالب, مع الأخذ بعين الاعتبار الاقتصاد والدقة.

4. محاكاة قياس ثلاثة أسلاك LTSpice

3-قياس الأسلاك, وقم بتوصيل دائرة المرجع أمبير عند الإخراج

تستخدم هذه التجربة قياسًا بثلاثة أسلاك, ويربط دائرة أمبير التشغيل بجزء الإخراج لتضخيم إشارة الإخراج لسهولة القياس.
يو= (V1-V2)*(آر17/آر15)=20*(V1-V2)

إنه, V1=(يو+20*V2)/20

وفقا لتقسيم الجهد المقاوم:

V1 = مقابل*(غ /(R2 + آرت))

V2 = مقابل*(ر10/(R9+R10))

جهد الدخل لهذه المحاكاة هو 3V. بعد الحساب, V2≈108.434mV
V1=(يو+2168.68)/20
V1 = ع /(R7+RPT) *3000
لذا: غ = 2000V1/(3000-V1)
Rt هي قيمة المقاومة المقابلة لـ PT100. يمكن الحصول على قيمة درجة الحرارة المقابلة من خلال البحث في الجدول.
ضبط مقاومة المقاومة المتغيرة المنزلقة (غ) ل 130.6 أوم لدرجة الحرارة 78 درجة مئوية, قراءة V1, V2, و Uo لحساب Rt.

Rt هي قيمة المقاومة المقابلة لـ PT100, قيمة درجة الحرارة المقابلة

V1 حوالي 182.82 مللي فولت, V2 حوالي 118.46 مللي فولت, و U0 حوالي 1.39 فولت. يبلغ Rpt المحسوب حوالي 129.78 فولت. يوضح الجدول أن درجة الحرارة المقروءة هي 76 درجة مئوية, وهو قريب.

ضبط مقاومة المقاومة المتغيرة المنزلقة (غ) ل 200.05 أوم لدرجة الحرارة 266.5 درجة مئوية, قراءة V1, V2, و Uo لحساب Rt.

V1 حوالي 270.45 مللي فولت, V2 حوالي 118.46 مللي فولت, و U0 حوالي 3.0257 فولت. يبلغ Rpt المحسوب حوالي 198.16 فولت, وقيمة الخطأ حوالي 1%. يوضح الجدول أن درجة الحرارة المقروءة هي 261.3 درجة مئوية, مع وجود خطأ حول 1%.

يعتمد مبدأ قياس درجة الحرارة لجهاز PT100 ثلاثي الأسلاك بشكل أساسي على طريقة الجسر. عادة ما تكون دائرة القياس عبارة عن جسر غير متوازن, ويتم استخدام PT100 كمقاوم ذراع الجسر للجسر. عندما يمر التيار عبر PT100, سيؤدي التغيير في قيمة مقاومته إلى تغيير جهد الخرج للجسر. عن طريق قياس هذا الجهد الناتج, يمكن حساب قيمة مقاومة PT100, ومن ثم يمكن الحصول على درجة الحرارة المقاسة.
من أجل القضاء على تأثير مقاومة الرصاص, يعتمد PT100 ذو الأسلاك الثلاثة تصميمًا خاصًا, توصيل سلك واحد بنهاية مصدر الطاقة للجسر, ويتم توصيل السلكين الآخرين بذراع الجسر حيث يوجد PT100 وذراع الجسر المجاور له. بهذه الطريقة, يقدم كلا ذراعي الجسر مقاومات الرصاص بنفس قيمة المقاومة, بحيث يكون الجسر في حالة متوازنة. لذلك, التغيير في مقاومة الرصاص ليس له أي تأثير على نتيجة القياس. لكن, ستظل هناك تأثيرات مثل الأجهزة في القياس الفعلي. قيمة المقاومة المقاسة ليست دقيقة. من أجل القضاء على هذا الخطأ, ويمكن إضافة بعض التعويضات عند القراءة.