3-Rješenje za mjerenje žice za PT100 (RTD) Senzor

LTSpice simulacija 3-žične mjerne sheme za PT100 (RTD) senzor: Pt100 je senzor temperature toplinskog otpornika, puni naziv je platinasti otpornik 100 oma. Izrađen je od čiste platine, a njegova vrijednost otpora raste linearno u određenom omjeru s promjenom temperature.

PT100, puni naziv platinastog toplinskog otpornika, je otpornički temperaturni senzor izrađen od platine (Pt), a njegova se vrijednost otpora mijenja s temperaturom. The 100 nakon PT znači da je njegova vrijednost otpora 100 oma na 0 ℃, a vrijednost otpora mu je oko 138.5 oma na 100 ℃. Ima karakteristike visoke preciznosti, dobra stabilnost, jaka sposobnost protiv smetnji, a odnos između njegovog otpora i promjene temperature je: R=R0(1+αT), gdje je α =0,00392, Ro je 100Ω (vrijednost otpora na 0 ℃), a T je Celzijeva temperatura.

PT100 temperaturna otpornost odgovarajuća tablica promjena

2. Uvezi pt100 otpornik
Budući da nema pt100 u biblioteci komponenti LTspice, moramo ručno uvesti pt100. Budući da datoteka začina pt100 nije pronađena, ovdje uvozimo klizni otpornik kao zamjenu. Za uvoz kliznog otpornika, trebate dodati sljedeće tri datoteke u instalacijski direktorij LTspice. Kopirajte tri datoteke (uzlazno, asy i lib) odvojeno, stvoriti datoteke za svaki, i na kraju ih stavite na odgovarajuće mjesto LTSpice instalacije. Stavite asc s drugim shemama, staviti asy u sym pod lib, i stavi lib u sub pod lib. Nakon dodavanja, možete vidjeti potenciometar u komponenti u LTSpice. Ovaj potenciometar je potreban klizni otpornik.

potenciometar_test.asc

Verzija 4
LIST 1 880 680
Žica 272 48 0 48
Žica 528 48 272 48
Žica 272 80 272 48
Žica 528 80 528 48
Žica 0 96 0 48
Žica 0 192 0 176
Žica 272 208 272 176
Žica 528 208 528 176
ZASTAVA 272 208 0
ZASTAVA 0 192 0
ZASTAVA 320 128 van1
ZASTAVA 528 208 0
ZASTAVA 576 128 van2
SIMBOL napon 0 80 R0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR vrijednost 10
SIMBOL potenciometar 272 176 M0
SYMATTR InstName U1
SYMATTR SpiceLine2 brisač=0,2
SIMBOL potenciometar 528 176 M0
SYMATTR InstName U2
SYMATTR SpiceLine R=1
SYMATTR SpiceLine2 brisač=0,8
TEKST 140 228 Lijevo 2 !.op

potenciometar.asy

Verzija 4
SymbolType BLOK
LINIJA Normalna 16 -31 -15 -16
LINIJA Normalna -16 -48 16 -31
LINIJA Normalna 16 -64 -16 -48
LINIJA Normalna 1 -9 -15 -16
LINIJA Normalna 1 0 1 -9
LINIJA Normalna 1 -94 1 -87
LINIJA Normalna -24 -56 -16 -48
LINIJA Normalna -24 -40 -15 -48
LINIJA Normalna -47 -48 -15 -48
LINIJA Normalna -16 -80 16 -64
LINIJA Normalna 1 -87 -16 -80
PROZOR 0 30 -90 Lijevo 2
PROZOR 39 30 -50 Lijevo 2
PROZOR 40 31 -23 Lijevo 2
SYMATTR prefiks X
SYMATTR ModelFile potentiometer.lib
SYMATTR SpiceLine R=1k
SYMATTR SpiceLine2 brisač=0,5
Potenciometar SYMATTR Value2
PIN 0 -96 NIJEDAN 8
PINATTR PinName 1
PINATTR SpiceOrder 1
PIN 0 0 NIJEDAN 8
PINATTR PinName 2
PINATTR SpiceOrder 2
PIN -48 -48 NIJEDAN 8
PINATTR PinName 3
PINATTR SpiceOrder 3

potenciometar.lib

* Ovo je potenciometar
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.SUBCKT potenciometar 1 2 3
.param w=ograničenje(brisač,1m,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.ZAVRŠAVA

3. Wheatstoneov most za mjerenje otpora PT100

Veza Wheatstoneovog mosta i LTspice simulacijski model

Jednokraki most ili Wheatstoneov krug

Veza Wheatstoneovog mosta i LTspice simulacijski model:
Kada je most uravnotežen, mjerna vrijednost mjerača napona eq?%5Cveliki trokutupU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

Iz ovoga, može se zaključiti da: Rt/R3=R2/R4

To jest: Rt*R4=R2*R3

Rezultat mjerenja otpora na ovaj način nema nikakve veze s točnošću mjerača napona, točnost otpora, i elektromotorna sila. Izbjegava grešku uzrokovanu promjenom napajanja tijekom vremena, i izbjegava problem podjele napona ampermetra, naponski metar shunt, i previše žica podjela napona.

Različite metode mjerenja PT100:

Nekoliko vodećih metoda P toplinskog otpornika

When the temperature point to be measured on site is far away from the instrument, it is necessary to connect the thermal resistor with a lead wire. The lead resistance is r. The two-wire system cannot avoid the error caused by the wire resistance during calculation, and the actual resistance value measured will be smaller.

The resistance of the thermal resistor plus the lead wire is r

In order to offset the error, a four-wire connection is introduced. When Rt increases by 2r, R2 also increases by 2r. No matter how long the wire is, the bridge can be balanced. Four wires need to be drawn. Since the voltages at points p and q are equal, they can be equivalent to one point, which is the three-wire connection method, to jest, the three-wire connection method simulated in this experiment. In practice, također se najviše koristi trožilni, vodeći računa o ekonomičnosti i točnosti.

4. Trožično mjerenje LTSpice simulacija

3-mjerenje žice, i spojite krug operacijskog pojačala na izlaz

Ovaj eksperiment koristi trožilno mjerenje, i povezuje krug operacijskog pojačala s izlaznim dijelom za pojačavanje izlaznog signala za jednostavno mjerenje.
Uo= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

To jest, V1=(Uo+20*V2)/20

Prema podjeli napona otpornika:

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

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

Ulazni napon ove simulacije je 3V. Nakon izračuna, V2≈108,434 mV
V1=(Uo+2168,68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
Tako: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt je odgovarajuća vrijednost otpora PT100. Odgovarajuća vrijednost temperature može se dobiti pregledom tablice.
Podesite otpor kliznog reostata (Rt) do 130.6 oma za temperaturu od 78 Celzijevih stupnjeva, čitaj V1, V2, i Uo za izračunavanje Rt.

Rt je odgovarajuća vrijednost otpora PT100, odgovarajuću vrijednost temperature

V1 je oko 182,82 mV, V2 je oko 118,46 mV, a U0 je oko 1,39V. Izračunati Rpt je oko 129,78 V. Tablica pokazuje da je očitana temperatura 76 Celzijevih stupnjeva, koji je blizu.

Podesite otpor kliznog reostata (Rt) do 200.05 oma za temperaturu od 266.5 Celzijevih stupnjeva, čitaj V1, V2, i Uo za izračunavanje Rt.

V1 je oko 270,45 mV, V2 je oko 118,46 mV, a U0 je oko 3,0257V. Izračunati Rpt je oko 198,16 V, a vrijednost greške je oko 1%. Tablica pokazuje da je očitana temperatura 261.3 Celzijevih stupnjeva, s pogreškom od oko 1%.

Princip mjerenja temperature trožilnog PT100 uglavnom se temelji na metodi mosta. Mjerni krug je obično neuravnoteženi most, a PT100 se koristi kao otpornik kraka mosta. Kada struja prolazi kroz PT100, promjena vrijednosti njegovog otpora uzrokovat će promjenu izlaznog napona mosta. Mjerenjem ovog izlaznog napona, može se izračunati vrijednost otpora PT100, i tada se može dobiti izmjerena temperatura.
Da bi se otklonio utjecaj otpora olova, trožilni PT100 ima poseban dizajn, spajanje jedne žice na kraj mosta za napajanje, a druge dvije žice spojene su na krak mosta gdje se nalazi PT100 i krak mosta uz njega. Na ovaj način, oba kraka mosta uvode olovne otpore iste vrijednosti otpora, tako da je most u ravnoteži. Stoga, promjena otpora elektroda nema utjecaja na rezultat mjerenja. Međutim, i dalje će biti utjecaja kao što su uređaji u stvarnom mjerenju. Izmjerena vrijednost otpora nije točna. Kako bi se ova greška otklonila, pri čitanju se može dodati neka kompenzacija.