3-Soluție de măsurare a firului pentru PT100 (RTD) Senzor

Simularea LTSpice a schemei de măsurare cu 3 fire pentru PT100 (RTD) senzor: Pt100 este un senzor de temperatură cu rezistență termică, numele complet este rezistor de platină 100 ohmi. Este fabricat din platină pură, iar valoarea rezistenței sale crește liniar într-o anumită proporție atunci când temperatura se modifică.

PT100, numele complet al rezistorului termic din platină, este un senzor de temperatură rezistiv fabricat din platină (Pt), iar valoarea rezistenței sale se modifică odată cu temperatura. The 100 după PT înseamnă că valoarea rezistenței sale este 100 ohmi la 0℃, iar valoarea sa de rezistență este de aproximativ 138.5 ohmi la 100℃. Are caracteristicile de înaltă precizie, stabilitate bună, Abilitate puternică anti-interferență, iar relaţia dintre rezistenţa sa şi schimbarea temperaturii este: R=R0(1+αT), unde α = 0,00392, Ro este 100Ω (valoarea rezistenței la 0℃), iar T este temperatura Celsius.

Rezistența la temperatură PT100 tabelul de modificare corespunzător

2. Importă rezistența pt100
Deoarece nu există pt100 în biblioteca de componente LTspice, trebuie să importam pt100 manual. Deoarece fișierul de condimente al pt100 nu este găsit, importăm aici rezistența de alunecare ca înlocuitor. Pentru a importa rezistența de alunecare, trebuie să adăugați următoarele trei fișiere în directorul de instalare LTspice. Copiați cele trei fișiere (asc, asy si lib) separat, creați fișiere pentru fiecare, și în cele din urmă puneți-le în locația corespunzătoare a instalării LTSpice. Pune asc cu alte scheme, pune asy in sym sub lib, și pune lib în sub sub lib. După adăugare, puteți vedea potențiometrul în componentă din LTSpice. Acest potențiometru este rezistența de alunecare necesară.

test_potențiometru.asc

Versiune 4
Foaie 1 880 680
SÂRMĂ 272 48 0 48
SÂRMĂ 528 48 272 48
SÂRMĂ 272 80 272 48
SÂRMĂ 528 80 528 48
SÂRMĂ 0 96 0 48
SÂRMĂ 0 192 0 176
SÂRMĂ 272 208 272 176
SÂRMĂ 528 208 528 176
PAVILION 272 208 0
PAVILION 0 192 0
PAVILION 320 128 afară1
PAVILION 528 208 0
PAVILION 576 128 afară2
SYMBOL tensiune 0 80 R0
SYMATTR InstName V1
Valoarea SYMATTR 10
potențiometru SIMBOL 272 176 M0
SYMATTR InstName U1
SYMATTR SpiceLine2 wiper=0.2
potențiometru SIMBOL 528 176 M0
SYMATTR InstName U2
SYMATTR SpiceLine R=1
SYMATTR SpiceLine2 wiper=0.8
TEXT 140 228 Stânga 2 !.op

potențiometru.asy

Versiune 4
Tip simbol BLOC
LINE Normal 16 -31 -15 -16
LINE Normal -16 -48 16 -31
LINE Normal 16 -64 -16 -48
LINE Normal 1 -9 -15 -16
LINE Normal 1 0 1 -9
LINE Normal 1 -94 1 -87
LINE Normal -24 -56 -16 -48
LINE Normal -24 -40 -15 -48
LINE Normal -47 -48 -15 -48
LINE Normal -16 -80 16 -64
LINE Normal 1 -87 -16 -80
FEREASTRĂ 0 30 -90 Stânga 2
FEREASTRĂ 39 30 -50 Stânga 2
FEREASTRĂ 40 31 -23 Stânga 2
SYMATTR Prefix X
SYMATTR ModelFile potențiometru.lib
SYMATTR SpiceLine R=1k
SYMATTR SpiceLine2 wiper=0.5
Potențiometru SYMATTR Value2
PIN 0 -96 NICI UNUL 8
PINATTR PinName 1
PINATTR Spice Order 1
PIN 0 0 NICI UNUL 8
PINATTR PinName 2
PINATTR Spice Order 2
PIN -48 -48 NICI UNUL 8
PINATTR PinName 3
PINATTR Spice Order 3

potențiometru.lib

* Acesta este potențiometrul
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.potențiometru SUBCKT 1 2 3
.param w=limită(stergator,1m,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.SE TERMINĂ

3. Pod Wheatstone pentru a măsura rezistența PT100

Conexiunea podului Wheatstone și modelul de simulare LTspice

Pod cu un singur braț sau circuit Wheatstone

Conexiunea podului Wheatstone și modelul de simulare LTspice:
Când podul este echilibrat, valoarea de măsurare a tensiometrului eq?%5CbigtriangleupU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

Din aceasta, se poate deduce că: Rt/R3=R2/R4

Adică: Rt*R4=R2*R3

Rezultatul măsurării rezistenței în acest fel nu are nimic de-a face cu acuratețea tensiometrului, acuratețea rezistenței, și forța electromotoare. Evită eroarea cauzată de schimbarea sursei de alimentare în timp, și evită problema împărțirii tensiunii ampermetrului, shunt al tensiometrului, și prea multe diviziuni ale tensiunii firelor.

Diferite metode de măsurare ale PT100:

Câteva metode principale de rezistență termică P

Când punctul de temperatură care trebuie măsurat la fața locului este departe de instrument, este necesar să conectați termorezistorul cu un fir de plumb. Rezistența plumbului este r. Sistemul cu două fire nu poate evita eroarea cauzată de rezistența firului în timpul calculului, iar valoarea reală a rezistenței măsurată va fi mai mică.

Rezistența rezistorului termic plus firul de plumb este r

Pentru a compensa eroarea, se introduce o conexiune cu patru fire. Când Rt crește cu 2r, R2 crește și el cu 2r. Indiferent cât de lung este firul, podul poate fi echilibrat. Trebuie trase patru fire. Deoarece tensiunile în punctele p și q sunt egale, pot fi echivalente cu un punct, care este metoda de conectare cu trei fire, adică, metoda de conectare cu trei fire simulată în acest experiment. În practică, trei fire este, de asemenea, cel mai adesea folosit, ținând cont atât de economie, cât și de acuratețe.

4. Măsurare cu trei fire Simulare LTSpice

3-măsurarea firului, și conectați circuitul amplificatorului operațional la ieșire

Acest experiment folosește măsurarea cu trei fire, și conectează circuitul amplificatorului operațional la partea de ieșire pentru a amplifica semnalul de ieșire pentru o măsurare ușoară.
Uo= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

Adică, V1=(Uo+20*V2)/20

Conform diviziunii tensiunii rezistorului:

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

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

Tensiunea de intrare a acestei simulări este de 3V. După calcul, V2≈108,434mV
V1=(Uo+2168,68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
Aşa: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt este valoarea rezistenței corespunzătoare a PT100. Valoarea corespunzătoare a temperaturii poate fi obținută prin căutarea tabelului.
Setați rezistența reostatului de alunecare (Rt) la 130.6 ohmi pentru temperatura de 78 grade Celsius, citeste V1, V2, și Uo pentru a calcula Rt.

Rt este valoarea rezistenței corespunzătoare a PT100, valoarea temperaturii corespunzătoare

V1 este de aproximativ 182,82 mV, V2 este de aproximativ 118,46 mV, iar U0 este de aproximativ 1,39 V. Rpt-ul calculat este de aproximativ 129,78 V. Tabelul arată că temperatura citită este 76 grade Celsius, care este aproape.

Setați rezistența reostatului de alunecare (Rt) la 200.05 ohmi pentru temperatura de 266.5 grade Celsius, citeste V1, V2, și Uo pentru a calcula Rt.

V1 este de aproximativ 270,45 mV, V2 este de aproximativ 118,46 mV, iar U0 este de aproximativ 3,0257V. Rpt-ul calculat este de aproximativ 198,16 V, iar valoarea erorii este de aproximativ 1%. Tabelul arată că temperatura citită este 261.3 grade Celsius, cu o eroare de aproximativ 1%.

Principiul de măsurare a temperaturii PT100 cu trei fire se bazează în principal pe metoda punții. Circuitul de măsurare este de obicei o punte dezechilibrată, iar PT100 este folosit ca rezistor de braț al podului. Când curentul trece prin PT100, modificarea valorii rezistenței sale va determina modificarea tensiunii de ieșire a podului. Măsurând această tensiune de ieșire, valoarea rezistenței PT100 poate fi calculată, si apoi se poate obtine temperatura masurata.
Pentru a elimina influența rezistenței plumbului, PT100 cu trei fire adoptă un design special, conectarea unui fir la capătul de alimentare al podului, iar celelalte două fire sunt conectate la brațul de punte unde este situat PT100 și brațul de punte adiacent acestuia. În acest fel, ambele brate de punte introduc rezistente de plumb de aceeasi valoare a rezistentei, astfel încât podul să fie într-o stare echilibrată. Prin urmare, modificarea rezistenței plumbului nu are efect asupra rezultatului măsurării. Cu toate acestea, vor exista în continuare influențe precum dispozitivele în măsurarea efectivă. Valoarea măsurată a rezistenței nu este exactă. Pentru a elimina această eroare, se pot adăuga unele compensații la citire.