3-Rešitev za merjenje žice za PT100 (RTD) Senzor

LTSPICE simulacija 3-žilne merilne sheme za PT100 (RTD) senzor: PT100 je temperaturni senzor toplotnega upora, Polno ime je platinast upor 100 ohms. Narejena je iz čiste platine, in njegova odpornost se linearno poveča v določenem deležu, ko se temperatura spremeni.

PT100, Polno ime platinaste toplotne upornosti, je uporovni temperaturni senzor iz platine (Pt), in njegova odpornost se spreminja s temperaturo. The 100 Ko PT pomeni, da je njegova odpornost 100 Ohmi na 0 ℃, in njegova odpornost je približno 138.5 Ohmi pri 100 ℃. Ima značilnosti visoke natančnosti, dobra stabilnost, Močna sposobnost proti interferenci, in razmerje med njegovo odpornostjo in spremembo temperature je: R = r0(1+αT), kjer je α = 0,00392, Ro je 100Ω (Vrednost upora pri 0 ℃), in t je Celzijska temperatura.

PT100 temperaturna upornost ustrezna tabela za spremembo

2. Uvozi upor PT100
Ker v knjižnici komponent LTSPICE ni PT100, PT100 moramo ročno uvoziti. Ker datoteke začimb PT100 ni mogoče najti, Tu uvažamo drsni upor kot nadomestek. Uvoziti drsni upor, V namestitvenem imeniku LTSPICE morate dodati naslednje tri datoteke. Kopirajte tri datoteke (ASC, Asy in lib) ločeno, ustvarite datoteke za vsakega, in jih na koncu postavite na ustrezno lokacijo namestitve LTSPICE. Dajte ASC z drugimi shemami, daj asy v sym pod lib, in postavite lib v sub pod lib. Po dodajanju, V komponenti v LTSpice lahko vidite potenciometer. Ta potenciometer je potreben drsni upor.

Potentiometer_test.asc

Različica 4
Rjuha 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 OUT1
Zastava 528 208 0
Zastava 576 128 OUT2
Simbol napetost 0 80 R0
Symattr Instame V1
Symattr vrednost 10
Potentiometer simbola 272 176 M0
Symattr Instame U1
Symattr Spiceline2 brisalec = 0,2
Potentiometer simbola 528 176 M0
Symattr Instame U2
Symatr Spiceline r = 1
Symattr Spiceline2 brisalec = 0,8
BESEDILO 140 228 Levo 2 !.op

potenciometer.asy

Različica 4
Blok simbola
Linija normalno 16 -31 -15 -16
Linija normalno -16 -48 16 -31
Linija normalno 16 -64 -16 -48
Linija normalno 1 -9 -15 -16
Linija normalno 1 0 1 -9
Linija normalno 1 -94 1 -87
Linija normalno -24 -56 -16 -48
Linija normalno -24 -40 -15 -48
Linija normalno -47 -48 -15 -48
Linija normalno -16 -80 16 -64
Linija normalno 1 -87 -16 -80
Okno 0 30 -90 Levo 2
Okno 39 30 -50 Levo 2
Okno 40 31 -23 Levo 2
Symattr predpona x
Symattr ModelFile potenciometer.lib
Symattr Spiceline r = 1k
Symatr Spiceline2 brisalec = 0,5
SYMATTR VALUE2 Potentiometer
Zatič 0 -96 Nobenega 8
Pinattr Pinname 1
Pinattr Spiceder 1
Zatič 0 0 Nobenega 8
Pinattr Pinname 2
Pinattr Spiceder 2
Zatič -48 -48 Nobenega 8
Pinattr Pinname 3
Pinattr Spiceder 3

potenciometer.lib

* To je potenciometer
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.Potentiometer subckt 1 2 3
.param w = omejitev(brisalec,1m,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.Konča

3. Wheatstone Bridge za merjenje odpornosti PT100

Povezava Wheatstonovega mostu in simulacijski model LTspice

Most z eno roko ali vezje pšeničnega kamna

Povezava Wheatstonovega mostu in simulacijski model LTspice:
Ko je most uravnotežen, vrednost merjenja napetostnega merilnika Eq?%5CbigtriangleUPu = 0

I1*rt = i2*r2

I1*r3 = i2*r4

Iz tega, To je mogoče sklepati: RT/R3 = R2/R4

To je: RT*R4 = R2*R3

Rezultat merjenja upora na ta način nima nobene zveze z natančnostjo merilnika napetosti, natančnost upora, in elektromotivno silo. Se izogne ​​napaki, ki jo je povzročila sprememba napajanja skozi čas, in se izogne ​​problemu delitve napetosti ampermetra, Shunt napetosti, In preveč delitve žice napetosti.

Različne merilne metode PT100:

Več vodilnih metod P termičnega upora

Ko je temperaturna točka, ki jo je treba meriti na mestu, daleč stran od instrumenta, Treba je povezati toplotni upor s svinčeno žico. Odpornost svinca je r. Dvožični sistem se med izračunom ne more izogniti napaki, ki jo povzroči upornost žice, in izmerjena dejanska vrednost uporne vrednosti bo manjša.

Odpornost toplotnega upora in svinčeno žico je r

Za izravnavo napake, Uvedena je štirižična povezava. Ko se RT poveča za 2r, R2 se poveča tudi za 2r. Ne glede na to, kako dolgo je žica, most je lahko uravnotežen. Narisati je treba štiri žice. Ker so napetosti v točkah p in q enake, lahko so enakovredni za eno točko, ki je metoda trižične povezave, to je, Tri živa metoda povezave, simulirana v tem poskusu. V praksi, Večinoma se uporablja tudi tri žica, ob upoštevanju gospodarstva in natančnosti.

4. Tri-žična meritev LTSpice Simulacija

3-Merjenje žice, in priključite vezje op amp na izhodu

Ta poskus uporablja tri živo meritev, in poveže op amp vezje z izhodnim delom, da poveča izhodni signal za enostavno merjenje.
Uo = (V1-V2)*(R17/R15)= 20*(V1-V2)

To je, V1 =(Uo+20*v2)/20

Glede na delitev napetosti upora:

V1 = vs*(RT/(R2+rt))

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

Vhodna napetost te simulacije je 3V. Po izračunu, V2≈108.434mV
V1 =(UO+2168.68)/20
V1 = rt/(R7+rpt) *3000
Tako: RT = 2000v1/(3000-V1)
RT je ustrezna uporna vrednost PT100. Ustrezno temperaturno vrednost lahko dobite z iskanjem tabele.
Nastavite odpornost drsnega reostata (Rt) do 130.6 ohm za temperaturo 78 stopinj Celzija, Preberite v1, V2, in uo za izračun RT.

RT je ustrezna uporna vrednost PT100, ustrezna temperaturna vrednost

V1 je približno 182,82mV, V2 je približno 118,46mV, in u0 je približno 1,39V. Izračunani RPT je približno 129,78V. Tabela kaže, da je odčitavanje temperature 76 stopinj Celzija, ki je blizu.

Nastavite odpornost drsnega reostata (Rt) do 200.05 ohm za temperaturo 266.5 stopinj Celzija, Preberite v1, V2, in uo za izračun RT.

V1 je približno 270,45mV, V2 je približno 118,46mV, in u0 je približno 3.0257V. Izračunani RPT je približno 198,16v, in vrednost napake je približno 1%. Tabela kaže, da je odčitavanje temperature 261.3 stopinj Celzija, z napako približno 1%.

Načelo merjenja temperature tri živega PT100 temelji predvsem na mostu. Merilno vezje je običajno neuravnotežen most, in PT100 se uporablja kot most upor mostu. Ko tok preide skozi PT100, Sprememba njene odpornosti bo povzročila spremembo izhodne napetosti mostu. Z merjenjem te izhodne napetosti, Vrednost upora PT100 je mogoče izračunati, in potem lahko dobimo izmerjeno temperaturo.
Da bi odpravili vpliv odpornosti svinca, Tri-žični PT100 sprejme posebno zasnovo, Povezovanje ene žice z napajalnim koncem mostu, in druga dva žica sta povezana z mostom, kjer se nahaja PT100, in mostno roko ob njem. Na ta način, Obe mostni ročici uvajata svinčene upornosti iste vrednosti upora, tako da je most v uravnoteženem stanju. Zato, Sprememba odpornosti svinca ne vpliva na rezultat merjenja. Vendar, Še vedno bodo vplivi, kot so naprave pri dejanskih mestih. Izmerjena vrednost upora ni natančna. Da bi odpravili to napako, Pri branju lahko dodate nekaj nadomestila.