Τι είναι μια θερμική αντίσταση αισθητήρα PT100? 3-σύρμα PT100 αισθητήρας θερμοκρασίας

Overview of PT100 Thermal Resistor Sensor :
When PT100 is at 0 βαθμούς Κελσίου, its resistance is 100 ωμ, which is why it is named PT100. Its resistance will increase at an approximately uniform rate as the temperature rises. But the relationship between them is not a simple proportional relationship, but should be closer to a parabola. Since the isolation of PT100 resistance per degree Celsius is very small, within 1Ω, it is destined to have a more complicated circuit, because in actual use, the wire will be longer, there will be line resistance, and there will be interference, so it is more troublesome to read the resistance. PT100 usually has two-wire, three-wire and four-wire measurement methods, each with its own advantages and disadvantages. The more wires, the more complex the measurement circuit and the higher the cost, αλλά η αντίστοιχη ακρίβεια είναι καλύτερη. Υπάρχουν συνήθως πολλά σχήματα δοκιμών, χρησιμοποιώντας ένα αποκλειστικό IC για ανάγνωση, ή μια πηγή σταθερού ρεύματος, ή έναν ενισχυτή op για κατασκευή. Τα αποκλειστικά IC είναι φυσικά ακριβά, Επομένως, αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί έναν ενισχυτή λειτουργίας για τη δημιουργία και τη συλλογή τιμών αντίστασης PT100. Το παρακάτω σχήμα είναι μια μερική εικόνα της κλίμακας PT100:

Τσιπ Pt100, ήτοι, its resistance is 100 ωμοί 0 βαθμούς, 18.52 ωμοί -200 βαθμούς, 175.86 ωμοί 200 βαθμούς, και 375.70 ωμοί 800 βαθμούς.

Θερμική αντίσταση τύπου PT100 K, αισθητήρας θερμοκρασίας θερμοστοιχείου

3-σύρμα PT100 αισθητήρας θερμοκρασίας

Αισθητήρας θερμοκρασίας επιφανειακής βάσης pt100 αισθητήρας θερμοκρασίας κινητήρα θερμικής αντίστασης πλατίνας

Ο τύπος θερμικής αντίστασης έχει τη μορφή Rt=Ro(1+A*t+B*t*t);Rt=Ro[1+A*t+B*t*t+C(t-100)*t*t*t], Το t αντιπροσωπεύει τη θερμοκρασία Κελσίου, Ro είναι η τιμή αντίστασης στους μηδέν βαθμούς Κελσίου, ΕΝΑ, σι, C είναι όλοι καθορισμένοι συντελεστές, για Pt100, Το Ro είναι ίσο με 100℃.

Το εύρος μέτρησης του αισθητήρα θερμοκρασίας Pt100:
-200℃~+850℃; επιτρεπόμενη τιμή απόκλισης △℃: Κατηγορία Α ±(0.15＋0,002 │t│), Κατηγορία Β ±(0.30＋0,005│t│). Χρόνος θερμικής απόκρισης <30μικρό; ελάχιστο βάθος εισαγωγής: το ελάχιστο βάθος εισαγωγής της θερμικής αντίστασης είναι ≥200mm.

Επιτρεπόμενο ρεύμα ≤5mA. Εξάλλου, ο αισθητήρας θερμοκρασίας Pt100 έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της αντοχής στους κραδασμούς, καλή σταθερότητα, υψηλή ακρίβεια, και αντίσταση υψηλής τάσης.

Βλέπω? Το ρεύμα δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από 5 mA, και η αντίσταση αλλάζει με τη θερμοκρασία, οπότε θα πρέπει να προσέξουμε και την τάση.

Προκειμένου να βελτιωθεί η ακρίβεια της μέτρησης της θερμοκρασίας, θα πρέπει να χρησιμοποιείται τροφοδοτικό γέφυρας 1V, και το τροφοδοτικό αναφοράς 5V του μετατροπέα A/D θα πρέπει να είναι σταθερό στο επίπεδο 1mV. Αν το επιτρέπει η τιμή, τη γραμμικότητα του αισθητήρα Pt100, Ο μετατροπέας A/D και ο ενισχυτής λειτουργίας πρέπει να είναι υψηλοί. Συγχρόνως, Η χρήση λογισμικού για τη διόρθωση του σφάλματος μπορεί να κάνει τη μετρούμενη θερμοκρασία με ακρίβεια ±0,2℃.

Η χρήση αισθητήρα θερμοκρασίας Pt100, Ο αισθητήρας θερμοκρασίας Pt100 είναι ένα αναλογικό σήμα. Έχει δύο μορφές σε πρακτικές εφαρμογές: το ένα είναι ότι δεν χρειάζεται να εμφανίζεται και συλλέγεται κυρίως στο plc. Σε αυτή την περίπτωση, όταν το χρησιμοποιείτε, χρειάζεται μόνο ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα pt100. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό το ολοκληρωμένο κύκλωμα συλλέγει όχι σήματα ρεύματος αλλά τιμές αντίστασης. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα pt100 (χρειάζεται τροφοδοτικό +-12VDC για παροχή τάσης λειτουργίας) μετατρέπει απευθείας τη συλλεγόμενη αντίσταση σε 1-5VDC και την εισάγει στο plc. Μετά από ένα απλό +-*/ λογαριασμός, μπορεί να ληφθεί η αντίστοιχη τιμή θερμοκρασίας (αυτή η φόρμα μπορεί να συλλέξει πολλά κανάλια ταυτόχρονα). Ένας άλλος τύπος είναι ένας ενιαίος αισθητήρας θερμοκρασίας pt100 (Το τροφοδοτικό λειτουργίας είναι 24VDC), που παράγει ρεύμα 4-20MA, και στη συνέχεια μετατρέπει το ρεύμα 4-20MA σε τάση 1-5V μέσω μιας πλακέτας κυκλώματος ρεύματος 4-20MA. Η διαφορά είναι ότι μπορεί να συνδεθεί με ένα όργανο ηλεκτρομαγνητικής ένδειξης. Τα υπόλοιπα είναι βασικά τα ίδια, οπότε δεν θα το εξηγήσω λεπτομερώς.

Εύρος εφαρμογής
* Έδρανα, κυλίνδρους, σωλήνες πετρελαίου, σωλήνες νερού, σωλήνες ατμού, κλωστοϋφαντουργικά, κλιματιστικά, θερμοσίφωνες και άλλος βιομηχανικός εξοπλισμός μικρού χώρου μέτρηση και έλεγχος θερμοκρασίας.
* Κλιματιστικά αυτοκινήτου, ψυγεία, καταψύκτες, διανομείς νερού, μηχανές καφέ, στεγνωτήριο, φούρνους ξήρανσης μεσαίας και χαμηλής θερμοκρασίας, κουτιά σταθερής θερμοκρασίας, και τα λοιπά.
* Μέτρηση θερμότητας αγωγού θέρμανσης/ψύξης, κεντρικός κλιματισμός οικιακή μέτρηση θερμικής ενέργειας και μέτρηση και έλεγχος θερμοκρασίας βιομηχανικού πεδίου.

Επισκόπηση της αρχής του PT100 τριών συρμάτων
Το παραπάνω σχήμα είναι ένα κύκλωμα προενισχυτή PT100 τριών συρμάτων. Ο αισθητήρας PT100 οδηγεί σε τρία καλώδια από το ίδιο ακριβώς υλικό, διάμετρος και μήκος σύρματος, και η μέθοδος σύνδεσης φαίνεται στο σχήμα. Μια τάση 2V εφαρμόζεται στο κύκλωμα γέφυρας που αποτελείται από R14, R20, R15, Ζ1, Το PT100 και η αντίσταση του καλωδίου του. Ζ1, Ζ2, Ζ3, Δ11, Δ12, Το D83 και κάθε πυκνωτής παίζουν ρόλο φιλτραρίσματος και προστασίας στο κύκλωμα. Μπορούν να αγνοηθούν κατά τη στατική ανάλυση. Ζ1, Ζ2, Το Z3 μπορεί να θεωρηθεί ως βραχυκύκλωμα, και Δ11, Δ12, Το D83 και κάθε πυκνωτής μπορεί να θεωρηθεί ως ανοιχτό κύκλωμα. Από τον διαιρέτη τάσης της αντίστασης, V3=2*R20/(R14+20)=200/1100=2/11 ……ένα. Από το εικονικό σύντομο, την τάση των ακίδων 6 και 7 του U8B είναι ίση με την τάση του ακροδέκτη 5 V4=V3 ……σι. Από το εικονικό βραχυκύκλωμα, Γνωρίζουμε ότι κανένα ρεύμα δεν ρέει μέσω του δεύτερου πείρου του U8A, οπότε το ρεύμα που διαρρέει τα R18 και R19 είναι ίσο. (V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……ντο. Από το εικονικό βραχυκύκλωμα, Γνωρίζουμε ότι κανένα ρεύμα δεν διέρχεται από τον τρίτο πείρο του U8A, V1=V7 ……ρε. Στο κύκλωμα της γέφυρας, Το R15 συνδέεται σε σειρά με το Z1, PT100 και αντίσταση γραμμής, και η τάση που προκύπτει από τη σύνδεση του PT100 και της αντίστασης γραμμής σε σειρά προστίθεται στον τρίτο πείρο του U8A μέσω της αντίστασης R17, V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) ……μι. Από το εικονικό βραχυκύκλωμα, γνωρίζουμε ότι η τάση του τρίτου ακροδέκτη και του δεύτερου ακροδέκτη του U8A είναι ίσες, V1=V2 ……φά. Από το abcdef, παίρνουμε (V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2. Απλοποιημένη, παίρνουμε V5=(102.2*V7-100V3)/2.2, ήτοι, V5=(204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11)/2.2 ……σολ. Η τάση εξόδου V5 στον παραπάνω τύπο είναι συνάρτηση του Rx. Ας δούμε την επίδραση της αντίστασης γραμμής. Σημειώστε ότι υπάρχουν δύο V5 στο διάγραμμα κυκλώματος. Στο πλαίσιο, αναφερόμαστε σε αυτό στο U8A. Δεν υπάρχει σχέση μεταξύ των δύο. Η πτώση τάσης που δημιουργείται στην αντίσταση γραμμής στο κάτω μέρος του PT100 διέρχεται από την αντίσταση της μεσαίας γραμμής, Ζ2, και R22, και προστίθεται στο 10ο pin του U8C. Από την εικονική αποσύνδεση, γνωρίζουμε ότι V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0) ……ένα. (V6-V10)/R25=V10/R26……σι. Από το φανταστικό βραχυκύκλωμα, γνωρίζουμε ότι V10=V5……ντο. Από τον τύπο abc, παίρνουμε V6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)]……η. Από την ομάδα εξίσωσης που αποτελείται από τον τύπο gh, γνωρίζουμε ότι αν μετρηθούν οι τιμές των V5 και V6, Τα Rx και R0 μπορούν να υπολογιστούν. Γνωρίζοντας το Rx, μπορούμε να γνωρίζουμε τη θερμοκρασία κοιτάζοντας την κλίμακα PT100. Επομένως, παίρνουμε δύο τύπους, δηλαδή V6=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)] και V5=(204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11)/2.2. Οι V5 και V6 είναι οι τάσεις που θέλουμε να συλλέξουμε, που είναι γνωστές συνθήκες. Για να πάρετε την τελική φόρμουλα, πρέπει να λύσουμε αυτούς τους δύο τύπους. Με την ευκαιρία, Ζ1, Οι Z2 και Z3 είναι τρεις πυκνωτές διαμπερούς οπής φίλτρου τριών ακροδεκτών. Τα πραγματικά αντικείμενα φαίνονται στο παρακάτω σχήμα, με εκδόσεις plug-in και επιφανειακής βάσης.