3-PT100用ワイヤ測定ソリューション (測温抵抗体) センサー

PT100 の 3 線式測定スキームの LTSpice シミュレーション (測温抵抗体) センサー: Pt100 は感熱抵抗体温度センサーです, 正式名称は白金抵抗器です 100 オーム. 純プラチナ製です, 温度が変化すると抵抗値は一定の割合で直線的に増加します。.

PT100, 白金熱抵抗器の正式名称, 白金製の測温抵抗体です。 (ポイント), そしてその抵抗値は温度によって変化します. の 100 PT の後の抵抗値は、 100 0℃でのオーム, その抵抗値は約 138.5 100℃でのオーム. 高精度が特徴です, 良い安定性, 強力な抗干渉能力, その抵抗と温度変化の関係は次のようになります。: R=R0(1+αT), ここで、α =0.00392, Roは100Ωです (0℃における抵抗値), T は摂氏温度です.

PT100 温度抵抗対応変化表

2. pt100抵抗器を輸入
LTspiceのコンポーネントライブラリにはpt100が無いので, pt100を手動でインポートする必要があります. pt100のスパイスファイルが見つからないので, 代わりにスライド抵抗器をここにインポートします. スライド抵抗器をインポートするには, 次の 3 つのファイルを LTspice インストール ディレクトリに追加する必要があります。. 3つのファイルをコピーします (昇順, asyとlib) 別途, それぞれにファイルを作成する, 最後に、LTSpice インストールの対応する場所にそれらを配置します。. asc を他の回路図と一緒に置く, lib の下の sym に asy を置きます, そしてlibの下のsubにlibを置きます. 追加後, LTSpice のコンポーネントにポテンショメータが表示されます。. このポテンショメータは必要な滑り抵抗器です.

ポテンショメータ_テスト.asc

バージョン 4
シート 1 880 680
ワイヤー 272 48 0 48
ワイヤー 528 48 272 48
ワイヤー 272 80 272 48
ワイヤー 528 80 528 48
ワイヤー 0 96 0 48
ワイヤー 0 192 0 176
ワイヤー 272 208 272 176
ワイヤー 528 208 528 176
フラグ 272 208 0
フラグ 0 192 0
フラグ 320 128 アウト1
フラグ 528 208 0
フラグ 576 128 アウト2
記号 電圧 0 80 R0
SYMATTR インスタンス名 V1
SYMATTR値 10
SYMBOL ポテンショメータ 272 176 M0
SYMATTR インスタンス名 U1
SYMATTR SpiceLine2 ワイパー=0.2
SYMBOL ポテンショメータ 528 176 M0
SYMATTR インスタンス名 U2
SYMATTR スパイスライン R=1
SYMATTR SpiceLine2 ワイパー=0.8
文章 140 228 左 2 !.オプ

ポテンショメータ.asy

バージョン 4
シンボルタイプブロック
LINEノーマル 16 -31 -15 -16
LINEノーマル -16 -48 16 -31
LINEノーマル 16 -64 -16 -48
LINEノーマル 1 -9 -15 -16
LINEノーマル 1 0 1 -9
LINEノーマル 1 -94 1 -87
LINEノーマル -24 -56 -16 -48
LINEノーマル -24 -40 -15 -48
LINEノーマル -47 -48 -15 -48
LINEノーマル -16 -80 16 -64
LINEノーマル 1 -87 -16 -80
ウィンドウ 0 30 -90 左 2
ウィンドウ 39 30 -50 左 2
ウィンドウ 40 31 -23 左 2
SYMATTR プレフィックス X
SYMATTR ModelFile ポテンショメータ.lib
SYMATTR スパイスライン R=1k
SYMATTR SpiceLine2 ワイパー=0.5
SYMATTR Value2 ポテンショメータ
ピン 0 -96 なし 8
PINATTR ピン名 1
PINATTR スパイスオーダー 1
ピン 0 0 なし 8
PINATTR ピン名 2
PINATTR スパイスオーダー 2
ピン -48 -48 なし 8
PINATTR ピン名 3
PINATTR スパイスオーダー 3

ポテンショメータ.lib

* これがポテンショメータです
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.SUBCKT ポテンショメータ 1 2 3
.パラメータ w=制限(ワイパー,1メートル,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.終了

3. PT100 耐性を測定するためのホイートストン ブリッジ

ホイートストンブリッジ接続とLTspiceシミュレーションモデル

シングルアームブリッジまたはホイートストン回路

ホイートストンブリッジ接続とLTspiceシミュレーションモデル:
ブリッジのバランスが取れているとき, 電圧計測定値 eq?%5CbigtriangleupU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

これから, それは推測できます: Rt/R3=R2/R4

つまり: Rt*R4=R2*R3

このようにして抵抗値を測定した結果は、電圧計の精度とは何の関係もありません。, 抵抗の精度, そして起電力. 電源の経時変化によるエラーを回避します, 電流計の分圧の問題を回避します, 電圧計シャント, 配線電圧分割が多すぎる.

PT100の各種測定方法:

P サーマル抵抗器のいくつかの主要な方法

現場で測定する温度点が本器から遠い場合, 感熱抵抗器をリード線で接続する必要があります. リード抵抗はrです. 2線式では計算時の配線抵抗による誤差が避けられません。, 実際に測定される抵抗値はより小さくなります。.

熱抵抗器とリード線の抵抗値は r です。

誤差を補うために, 4 線式接続が導入されました. Rtが2r増加した場合, R2も2r増加. ワイヤーがどれだけ長くても, 橋はバランスをとることができます. 4本のワイヤーを引く必要があります. p点とq点の電圧は等しいので, 1 ポイントに相当する場合があります, 3線接続方式です, あれは, 今回の実験で模擬した3線接続方式. 実際に, 3線式もよく使われます, 経済性と精度の両方を考慮して.

4. 3線式測定LTSpiceシミュレーション

3-ワイヤー測定, オペアンプ回路を出力に接続します

この実験では 3 線式測定を使用します, オペアンプ回路を出力部に接続して出力信号を増幅し、測定を容易にします。.
うお= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

つまり, V1=(うお+20*V2)/20

抵抗分圧によると:

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

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

このシミュレーションの入力電圧は 3V です. 計算後, V2≈108.434mV
V1=(うお+2168.68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
それで: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt は PT100 の対応する抵抗値です. 対応する温度値はテーブルを参照して取得できます。.
スライディングレオスタットの抵抗を設定します (RT) に 130.6 温度のオーム 78 摂氏, V1を読む, V2, および Uo を使用して Rt を計算します.

Rt は PT100 の対応する抵抗値です, 対応する温度値

V1は約182.82mV, V2は約118.46mV, U0は約1.39Vです. 計算された Rpt は約 129.78V です. 表は、読み取られた温度が次のことを示しています。 76 摂氏, どれが近いですか.

スライディングレオスタットの抵抗を設定します (RT) に 200.05 温度のオーム 266.5 摂氏, V1を読む, V2, および Uo を使用して Rt を計算します.

V1は約270.45mV, V2は約118.46mV, U0は約3.0257Vです. 計算された Rpt は約 198.16V です, 誤差値は約 1%. 表は、読み取られた温度が次のことを示しています。 261.3 摂氏, くらいの誤差で 1%.

3 線式 PT100 の温度測定原理は主にブリッジ法に基づいています. 測定回路は通常、不平衡ブリッジです。, PT100はブリッジのブリッジアーム抵抗として使用されます。. PT100に電流を流す場合, 抵抗値の変化によりブリッジの出力電圧が変化します。. この出力電圧を測定することで, PT100の抵抗値を計算できます, 測定温度を取得できます.
鉛抵抗の影響をなくすために, 3 線式 PT100 は特別な設計を採用しています。, 1 本のワイヤをブリッジの電源端に接続する, 他の 2 本のワイヤは、PT100 が配置されているブリッジ アームとそれに隣接するブリッジ アームに接続されます。. このようにして, 両方のブリッジアームには同じ抵抗値のリード抵抗が導入されます, 橋がバランスの取れた状態になるように. したがって, リード抵抗の変化は測定結果に影響を与えません. しかし, 実際の測定ではデバイスなどの影響が残ります. 測定された抵抗値が正確ではない. このエラーを解消するには, 読むときに何らかの補正を加えることができます.