3-Solution de mesure de fil pour PT100 (RDT) Capteur

Simulation LTSpice d'un schéma de mesure à 3 fils pour PT100 (RDT) capteur: Pt100 est un capteur de température à résistance thermique, le nom complet est résistance platine 100 ohms. Il est fait de platine pur, et sa valeur de résistance augmente linéairement dans une certaine proportion lorsque la température change.

PT100, le nom complet de la résistance thermique en platine, est un capteur de température résistif en platine (Pt), et sa valeur de résistance change avec la température. Le 100 après PT signifie que sa valeur de résistance est 100 ohms à 0℃, et sa valeur de résistance est d'environ 138.5 ohms à 100℃. Il a les caractéristiques de haute précision, bonne stabilité, forte capacité anti-interférence, et la relation entre sa résistance et le changement de température est: R=R0(1+αT), où α =0,00392, Ro est 100Ω (valeur de résistance à 0℃), et T est la température Celsius.

Tableau de changement correspondant à la résistance à la température PT100

2. Importer une résistance pt100
Puisqu'il n'y a pas de pt100 dans la bibliothèque de composants LTspice, nous devons importer pt100 manuellement. Puisque le fichier spice de pt100 est introuvable, nous importons ici la résistance coulissante en remplacement. Pour importer la résistance coulissante, vous devez ajouter les trois fichiers suivants dans le répertoire d'installation de LTspice. Copiez les trois fichiers (asc, asy et lib) séparément, créer des fichiers pour chacun, et enfin placez-les à l'emplacement correspondant de l'installation LTSpice. Mettre asc avec d'autres schémas, mettre asy dans sym sous lib, et mets lib dans sub sous lib. Après avoir ajouté, vous pouvez voir le potentiomètre dans le composant dans LTSpice. Ce potentiomètre est la résistance coulissante requise.

potentiomètre_test.asc

Version 4
FEUILLE 1 880 680
FIL 272 48 0 48
FIL 528 48 272 48
FIL 272 80 272 48
FIL 528 80 528 48
FIL 0 96 0 48
FIL 0 192 0 176
FIL 272 208 272 176
FIL 528 208 528 176
DRAPEAU 272 208 0
DRAPEAU 0 192 0
DRAPEAU 320 128 sortie1
DRAPEAU 528 208 0
DRAPEAU 576 128 sortie2
Tension du SYMBOLE 0 80 R0
SYMATTR NomInst V1
Valeur SYMATTR 10
Potentiomètre SYMBOLE 272 176 M0
SYMATTR NomInst U1
Essuie-glace SYMATTR SpiceLine2 = 0,2
Potentiomètre SYMBOLE 528 176 M0
SYMATTR NomInst U2
SYMATTR SpiceLine R=1
Essuie-glace SYMATTR SpiceLine2 = 0,8
TEXTE 140 228 Gauche 2 !.op

potentiomètre.asy

Version 4
SymboleType BLOC
LIGNE Normale 16 -31 -15 -16
LIGNE Normale -16 -48 16 -31
LIGNE Normale 16 -64 -16 -48
LIGNE Normale 1 -9 -15 -16
LIGNE Normale 1 0 1 -9
LIGNE Normale 1 -94 1 -87
LIGNE Normale -24 -56 -16 -48
LIGNE Normale -24 -40 -15 -48
LIGNE Normale -47 -48 -15 -48
LIGNE Normale -16 -80 16 -64
LIGNE Normale 1 -87 -16 -80
FENÊTRE 0 30 -90 Gauche 2
FENÊTRE 39 30 -50 Gauche 2
FENÊTRE 40 31 -23 Gauche 2
SYMATTR Préfixe X
SYMATTR ModelFile potentiomètre.lib
SYMATTR SpiceLine R=1k
Essuie-glace SYMATTR SpiceLine2 = 0,5
Potentiomètre SYMATTR Value2
ÉPINGLE 0 -96 AUCUN 8
PINATTR Nom Pin 1
PINATTR ÉpiceCommande 1
ÉPINGLE 0 0 AUCUN 8
PINATTR Nom Pin 2
PINATTR ÉpiceCommande 2
ÉPINGLE -48 -48 AUCUN 8
PINATTR Nom Pin 3
PINATTR ÉpiceCommande 3

potentiomètre.lib

* C'est le potentiomètre
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.Potentiomètre SUBCKT 1 2 3
.paramètre w=limite(essuie-glace,1m,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.FIN

3. Pont de Wheatstone pour mesurer la résistance PT100

Connexion du pont de Wheatstone et modèle de simulation LTspice

Pont à un bras ou circuit de Wheatstone

Connexion du pont de Wheatstone et modèle de simulation LTspice:
Lorsque le pont est équilibré, la valeur de mesure du voltmètre eq?%5CbigtriangleupU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

De ceci, on peut en déduire que: Rt/R3=R2/R4

C'est: Rt*R4=R2*R3

Le résultat de la mesure de résistance de cette manière n'a rien à voir avec la précision du voltmètre., la précision de la résistance, et la force électromotrice. Il évite l'erreur causée par le changement d'alimentation au fil du temps, et évite le problème de la division de tension de l'ampèremètre, shunt du voltmètre, et trop de division de tension de fil.

Différentes méthodes de mesure du PT100:

Plusieurs méthodes principales de résistance thermique P

Lorsque le point de température à mesurer sur site est éloigné de l'instrument, il est nécessaire de connecter la résistance thermique avec un fil conducteur. La résistance du plomb est r. Le système à deux fils ne peut pas éviter l'erreur provoquée par la résistance du fil lors du calcul, et la valeur de résistance réelle mesurée sera plus petite.

La résistance de la résistance thermique plus le fil conducteur est r

Afin de compenser l'erreur, une connexion à quatre fils est introduite. Quand Rt augmente de 2r, R2 augmente également de 2r. Peu importe la longueur du fil, le pont peut être équilibré. Quatre fils doivent être tirés. Puisque les tensions aux points p et q sont égales, ils peuvent être équivalents à un point, qui est la méthode de connexion à trois fils, c'est, la méthode de connexion à trois fils simulée dans cette expérience. En pratique, le trois fils est également principalement utilisé, en tenant compte à la fois de l'économie et de la précision.

4. Mesure à trois fils Simulation LTSpice

3-mesure de fil, et connectez le circuit de l'ampli opérationnel à la sortie

Cette expérience utilise une mesure à trois fils, et connecte le circuit de l'amplificateur opérationnel à la partie de sortie pour amplifier le signal de sortie pour une mesure facile.
Uo= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

C'est, V1=(Uo+20*V2)/20

Selon la division de tension de la résistance:

V1 = Vs*(Rt /(R2+Rt))

V2 = Vs*(R10/(R9+R10))

La tension d'entrée de cette simulation est de 3V. Après calcul, V2≈108,434 mV
V1=(Uo+2168.68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
Donc: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt est la valeur de résistance correspondante du PT100. La valeur de température correspondante peut être obtenue en consultant le tableau.
Régler la résistance du rhéostat coulissant (RT) à 130.6 ohms pour la température de 78 degré Celsius, lire la V1, V2, et Uo pour calculer Rt.

Rt est la valeur de résistance correspondante du PT100, valeur de température correspondante

V1 est d'environ 182,82 mV, V2 est d'environ 118,46 mV, et U0 est d'environ 1,39 V. Le Rpt calculé est d'environ 129,78 V. Le tableau montre que la température lue est 76 degré Celsius, qui est proche.

Régler la résistance du rhéostat coulissant (RT) à 200.05 ohms pour la température de 266.5 degré Celsius, lire la V1, V2, et Uo pour calculer Rt.

V1 est d'environ 270,45 mV, V2 est d'environ 118,46 mV, et U0 est d'environ 3,0257 V. Le Rpt calculé est d'environ 198,16 V, et la valeur d'erreur est d'environ 1%. Le tableau montre que la température lue est 261.3 degré Celsius, avec une erreur d'environ 1%.

Le principe de mesure de la température du PT100 à trois fils est principalement basé sur la méthode du pont. Le circuit de mesure est généralement un pont déséquilibré, et le PT100 est utilisé comme résistance de bras de pont du pont. Lorsque le courant traverse le PT100, le changement de sa valeur de résistance entraînera le changement de la tension de sortie du pont. En mesurant cette tension de sortie, la valeur de résistance du PT100 peut être calculée, puis la température mesurée peut être obtenue.
Afin d'éliminer l'influence de la résistance du plomb, le PT100 à trois fils adopte une conception spéciale, connecter un fil à l'extrémité d'alimentation du pont, et les deux autres fils sont connectés au bras de pont où se trouve le PT100 et au bras de pont adjacent à celui-ci.. De cette façon, les deux bras de pont introduisent des résistances de plomb de même valeur de résistance, pour que le pont soit dans un état d'équilibre. Donc, le changement de résistance du fil n'a aucun effet sur le résultat de la mesure. Cependant, il y aura toujours des influences telles que les appareils dans la mesure réelle. La valeur de résistance mesurée n'est pas précise. Afin d'éliminer cette erreur, une certaine compensation peut être ajoutée lors de la lecture.