3-पीटी100 के लिए तार मापन समाधान (आरटीडी) सेंसर

पीटी100 के लिए 3-तार माप योजना का एलटीस्पाइस सिमुलेशन (आरटीडी) सेंसर: Pt100 एक थर्मल रेसिस्टर तापमान सेंसर है, पूरा नाम प्लैटिनम रेसिस्टर है 100 ओम. यह शुद्ध प्लैटिनम से बना है, और तापमान में परिवर्तन होने पर इसका प्रतिरोध मान एक निश्चित अनुपात में रैखिक रूप से बढ़ता है.

PT100, प्लैटिनम थर्मल रेसिस्टर का पूरा नाम, प्लैटिनम से बना एक प्रतिरोधक तापमान सेंसर है (पं), और इसका प्रतिरोध मान तापमान के साथ बदलता है. The 100 PT के बाद इसका मतलब है कि इसका प्रतिरोध मान है 100 0℃ पर ओम, और इसका प्रतिरोध मान लगभग है 138.5 100℃ पर ओम. इसमें उच्च परिशुद्धता की विशेषताएं हैं, अच्छी स्थिरता, मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता, और इसके प्रतिरोध और तापमान परिवर्तन के बीच संबंध है: आर=आर0(1+αT), जहां α =0.00392, Ro 100Ω है (0℃ पर प्रतिरोध मान), और T सेल्सियस तापमान है.

PT100 तापमान प्रतिरोध संगत परिवर्तन तालिका

2. पीटी100 अवरोधक आयात करें
चूँकि LTspice घटक लाइब्रेरी में कोई pt100 नहीं है, हमें पीटी100 को मैन्युअल रूप से आयात करने की आवश्यकता है. चूँकि pt100 की स्पाइस फ़ाइल नहीं मिल रही है, हम यहां विकल्प के रूप में स्लाइडिंग रेसिस्टर आयात करते हैं. स्लाइडिंग अवरोधक को आयात करने के लिए, आपको LTspice इंस्टालेशन डायरेक्टरी में निम्नलिखित तीन फ़ाइलें जोड़ने की आवश्यकता है. तीन फ़ाइलें कॉपी करें (एएससी, asy और lib) अलग से, प्रत्येक के लिए फ़ाइलें बनाएँ, और अंत में उन्हें एलटीस्पाइस इंस्टॉलेशन के संबंधित स्थान पर रखें. अन्य स्कीमैटिक्स के साथ एएससी लगाएं, lib के अंतर्गत sym में asy डालें, और lib को lib के अंतर्गत उप में डालें. जोड़ने के बाद, आप एलटीस्पाइस में घटक में पोटेंशियोमीटर देख सकते हैं. यह पोटेंशियोमीटर आवश्यक स्लाइडिंग अवरोधक है.

पोटेंशियोमीटर_टेस्ट.एएससी

संस्करण 4
चादर 1 880 680
तार 272 48 0 48
तार 528 48 272 48
तार 272 80 272 48
तार 528 80 528 48
तार 0 96 0 48
तार 0 192 0 176
तार 272 208 272 176
तार 528 208 528 176
झंडा 272 208 0
झंडा 0 192 0
झंडा 320 128 बाहर1
झंडा 528 208 0
झंडा 576 128 बाहर2
प्रतीक वोल्टेज 0 80 आर0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR मान 10
प्रतीक पोटेंशियोमीटर 272 176 एम 0
SYMATTR InstName U1
SYMATTR स्पाइसलाइन2 वाइपर=0.2
प्रतीक पोटेंशियोमीटर 528 176 एम 0
SYMATTR InstName U2
SYMATTR स्पाइसलाइन आर=1
SYMATTR स्पाइसलाइन2 वाइपर=0.8
मूलपाठ 140 228 बाएं 2 !.सेशन

पोटेंशियोमीटर.asy

संस्करण 4
प्रतीक प्रकार ब्लॉक
लाइन सामान्य 16 -31 -15 -16
लाइन सामान्य -16 -48 16 -31
लाइन सामान्य 16 -64 -16 -48
लाइन सामान्य 1 -9 -15 -16
लाइन सामान्य 1 0 1 -9
लाइन सामान्य 1 -94 1 -87
लाइन सामान्य -24 -56 -16 -48
लाइन सामान्य -24 -40 -15 -48
लाइन सामान्य -47 -48 -15 -48
लाइन सामान्य -16 -80 16 -64
लाइन सामान्य 1 -87 -16 -80
खिड़की 0 30 -90 बाएं 2
खिड़की 39 30 -50 बाएं 2
खिड़की 40 31 -23 बाएं 2
SYMATTR उपसर्ग X
SYMATTR मॉडलफ़ाइल पोटेंशियोमीटर.लिब
SYMATTR स्पाइसलाइन R=1k
SYMATTR स्पाइसलाइन2 वाइपर=0.5
SYMATTR वैल्यू2 पोटेंशियोमीटर
नत्थी करना 0 -96 कोई नहीं 8
PINATTR पिननाम 1
PINATTR स्पाइसऑर्डर 1
नत्थी करना 0 0 कोई नहीं 8
PINATTR पिननाम 2
PINATTR स्पाइसऑर्डर 2
नत्थी करना -48 -48 कोई नहीं 8
PINATTR पिननाम 3
PINATTR स्पाइसऑर्डर 3

पोटेंशियोमीटर.lib

* यह पोटेंशियोमीटर है
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.SUBCKT पोटेंशियोमीटर 1 2 3
.परम w=सीमा(वाइपर,1एम,.999)
आर0 1 3 {आर*(1-डब्ल्यू)}
आर 1 3 2 {आर*(डब्ल्यू)}
.समाप्त होता है

3. PT100 प्रतिरोध को मापने के लिए व्हीटस्टोन ब्रिज

व्हीटस्टोन ब्रिज कनेक्शन और एलटीस्पाइस सिमुलेशन मॉडल

सिंगल-आर्म ब्रिज या व्हीटस्टोन सर्किट

व्हीटस्टोन ब्रिज कनेक्शन और एलटीस्पाइस सिमुलेशन मॉडल:
जब पुल संतुलित हो, वोल्टेज मीटर माप मान eq?%5Cबिगट्राएंगलयूपीयू=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

इस से, इससे यह अनुमान लगाया जा सकता है: आरटी/आर3=आर2/आर4

वह है: आरटी*आर4=आर2*आर3

इस तरह से प्रतिरोध माप परिणाम का वोल्टेज मीटर की सटीकता से कोई लेना-देना नहीं है, प्रतिरोध की सटीकता, और इलेक्ट्रोमोटिव बल. यह समय के साथ बिजली आपूर्ति में बदलाव के कारण होने वाली त्रुटि से बचा जाता है, और एमीटर वोल्टेज विभाजन की समस्या से बचा जाता है, वोल्टेज मीटर शंट, और बहुत अधिक तार वोल्टेज विभाजन.

PT100 की विभिन्न माप विधियाँ:

पी थर्मल रेसिस्टर की कई प्रमुख विधियाँ

जब साइट पर मापा जाने वाला तापमान बिंदु उपकरण से बहुत दूर हो, थर्मल रेसिस्टर को लीड तार से जोड़ना आवश्यक है. लीड प्रतिरोध r है. दो-तार प्रणाली गणना के दौरान तार प्रतिरोध के कारण होने वाली त्रुटि से बच नहीं सकती है, और मापा गया वास्तविक प्रतिरोध मान छोटा होगा.

थर्मल रेसिस्टर प्लस लीड वायर का प्रतिरोध r है

त्रुटि की भरपाई करने के लिए, एक चार-तार कनेक्शन पेश किया गया है. जब Rt 2r बढ़ जाता है, R2 भी 2r से बढ़ता है. चाहे तार कितना भी लंबा क्यों न हो, पुल को संतुलित किया जा सकता है. चार तार खींचने की जरूरत है. चूँकि बिंदु p और q पर वोल्टेज बराबर हैं, वे एक बिंदु के बराबर हो सकते हैं, जो कि तीन-तार कनेक्शन विधि है, वह है, इस प्रयोग में तीन-तार कनेक्शन विधि का अनुकरण किया गया. व्यवहार में, तीन-तार का भी अधिकतर प्रयोग किया जाता है, मितव्ययता और सटीकता दोनों को ध्यान में रखते हुए.

4. तीन-तार माप एलटीस्पाइस सिमुलेशन

3-तार माप, और आउटपुट पर ऑप amp सर्किट कनेक्ट करें

यह प्रयोग तीन-तार माप का उपयोग करता है, और आसान माप के लिए आउटपुट सिग्नल को बढ़ाने के लिए ऑप एम्प सर्किट को आउटपुट भाग से जोड़ता है.
उओ= (V1-V2)*(आर17/आर15)=20*(V1-V2)

वह है, वी1=(यूओ+20*वी2)/20

रोकनेवाला वोल्टेज विभाजन के अनुसार:

वी1 = बनाम*(आरटी/(आर2+आरटी))

वी2 = बनाम*(आर10/(आर9+आर10))

इस सिमुलेशन का इनपुट वोल्टेज 3V है. गणना के बाद, V2≈108.434mV
वी1=(यूओ+2168.68)/20
V1=आरटी/(R7+Rpt) *3000
इसलिए: आरटी=2000V1/(3000-V1)
Rt, PT100 का संगत प्रतिरोध मान है. संबंधित तापमान मान तालिका को देखकर प्राप्त किया जा सकता है.
स्लाइडिंग रिओस्टेट का प्रतिरोध सेट करें (आर टी) को 130.6 के तापमान के लिए ओम 78 डिग्री सेल्सियस, V1 पढ़ें, वी 2, और यूओ आरटी की गणना करने के लिए.

Rt, PT100 का संगत प्रतिरोध मान है, संगत तापमान मान

V1 लगभग 182.82mV है, V2 लगभग 118.46mV है, और U0 लगभग 1.39V है. परिकलित Rpt लगभग 129.78V है. तालिका से पता चलता है कि तापमान पढ़ा गया है 76 डिग्री सेल्सियस, जो करीब है.

स्लाइडिंग रिओस्टेट का प्रतिरोध सेट करें (आर टी) को 200.05 के तापमान के लिए ओम 266.5 डिग्री सेल्सियस, V1 पढ़ें, वी 2, और यूओ आरटी की गणना करने के लिए.

V1 लगभग 270.45mV है, V2 लगभग 118.46mV है, और U0 लगभग 3.0257V है. परिकलित Rpt लगभग 198.16V है, और त्रुटि मान लगभग है 1%. तालिका से पता चलता है कि तापमान पढ़ा गया है 261.3 डिग्री सेल्सियस, की त्रुटि के साथ 1%.

तीन-तार पीटी100 का तापमान माप सिद्धांत मुख्य रूप से ब्रिज विधि पर आधारित है. माप सर्किट आमतौर पर एक असंतुलित पुल होता है, और PT100 का उपयोग ब्रिज के ब्रिज आर्म रेसिस्टर के रूप में किया जाता है. जब करंट PT100 से होकर गुजरता है, इसके प्रतिरोध मान में परिवर्तन से ब्रिज के आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन होगा. इस आउटपुट वोल्टेज को मापकर, PT100 के प्रतिरोध मान की गणना की जा सकती है, और फिर मापा गया तापमान प्राप्त किया जा सकता है.
सीसा प्रतिरोध के प्रभाव को खत्म करने के लिए, तीन-तार PT100 एक विशेष डिज़ाइन को अपनाता है, एक तार को पुल के बिजली आपूर्ति सिरे से जोड़ना, और अन्य दो तार ब्रिज आर्म से जुड़े हैं जहां पीटी100 स्थित है और ब्रिज आर्म उससे सटे हुए हैं. इस प्रकार से, दोनों ब्रिज आर्म्स समान प्रतिरोध मान के लीड प्रतिरोध पेश करते हैं, ताकि पुल संतुलित स्थिति में रहे. इसलिए, सीसा प्रतिरोध में परिवर्तन का माप परिणाम पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है. तथापि, वास्तविक माप में उपकरण जैसे प्रभाव अभी भी होंगे. मापा गया प्रतिरोध मान सटीक नहीं है. इस त्रुटि को दूर करने के लिए, पढ़ते समय कुछ मुआवज़ा जोड़ा जा सकता है.