ПТ100 / ПТ1000 Актуелна опрема за аквизицију

1. PT100 and PT1000 temperature resistance change table
Метални термички отпорници попут никла, copper and platinum resistors have a positive correlation with the change in resistance with temperature. Платинум има најстабилнија физичка и хемијска својства и најчешће се користи. The temperature measurement range of the commonly used platinum resistor Pt100 is -200～850 ℃. Додатно, the temperature measurement ranges of Pt500, ПТ1000, итд. су узастопно смањени. ПТ1000, temperature measurement range -200～420 ℃. Према међународном стандарду ИЕЦ751, Карактеристике температуре Платинум отпорника ПТ1000 испуњавају следеће захтеве:

ПТ1000 карактеристична кривуља температуре

Према ПТ1000 карактеристичној кривуљи температуре, the slope of the resistance characteristic curve changes little within the normal operating temperature range (Као што је приказано на слици 1). Through linear fitting, the approximate relationship between resistance and temperature is:

1.1 ПТ100 Отпорност на температуру Промените табелу

ПТ100 Отпорност на температуру Промените табелу

1.2 PT1000 temperature resistance change table

PT1000 Temperature Resistance Change Table

2. Обично коришћена решења за стицање аквизиције

2.1 Resistor voltage division output 0~3.3V/3V analog voltage

Single-chip AD port direct acquisition
Опсег излаза напона мерења температуре је 0 ~ 3.3В, ПТ1000 (Вредност отпорности ПТ1000 увелике се мења, temperature measurement sensitivity is higher than PT100; ПТ100 је погоднији за мерење температуре велике скале).

Resistor voltage divider outputs 0~3.3V 3V analog voltage

Најједноставнији начин је употреба методе поделе напона. The voltage is the voltage reference source 4V generated by the TL431 voltage reference source chip, or REF3140 can be used to generate 4.096V as the reference source. The reference source chips also include REF3120, 3125, 3130, 3133, и 3140. The chip uses SOT-32 package and 5V input voltage. Излазни напон се може одабрати у складу са потребним референтним напоном. Наравно, according to the normal voltage input range of the MCU AD port, не може прећи 3в / 3.3В.

2.2 Resistor voltage division output 0~5V analog voltage MCU AD port direct acquisition.
Наравно, some circuits use 5V MCU power supply, and the maximum operating current of PT1000 is 0.5mA, so appropriate resistance value should be used to ensure the normal operation of the components.
На пример, the 3.3V in the voltage division schematic diagram above is replaced with 5V. The advantage of this is that the 5V voltage division is more sensitive than 3.3V, and the acquisition is more accurate. Сетити се, Теоретски израчунати излазни напон не може прећи + 5В. У супротном, it will cause damage to the MCU.

2.3 Најчешће коришћени мерење моста
R11, Р12, R13 and Pt1000 are used to form a measuring bridge, где је Р11 = Р13 = 10К, R12=1000R precision resistors. Када вредност отпора ПТ1000 није једнака вредности отпорности Р12, the bridge will output a mV-level voltage difference signal. Овај сигнал разлике напона појачава се кругом инструмента и излази жељени сигнал напона. This signal can be directly connected to the AD conversion chip or the AD port of the microcontroller.

R11, Р12, R13 and Pt1000 are used to form a measurement bridge

Принцип мерења отпора овог круга:
1) ПТ1000 је термистор. As the temperature changes, the resistance changes basically linearly.
2) У 0 степени, Отпорност ПТ1000 је 1КΩ, Тада су Уб и УА једнаки, то је, Уба = уб – До = 0.
3) Претпостављајући да на одређеној температури, Отпорност ПТ1000 је 1.5КΩ, Тада уб и уа нису једнаки. According to the voltage division principle, we can find out that Uba = Ub – Донети > 0.
4) ОП07 је оперативно појачало, and its voltage gain A depends on the external circuit, где је А = Р2 / Р1 = 17.5.
5) Излазни напон Уо ОФ ОП07 = УБА * А. Дакле, ако користимо ВОЛТМЕТЕР да измеримо излазни напон ОП07, Можемо закључити вредност УАБ-а. Пошто је уа позната вредност, Можемо даље израчунати вредност УБ-а. Онда, using the voltage division principle, Можемо израчунати специфична вредност отпора ПТ1000. Овај процес се може постићи кроз израчунавање софтвера.
6) Ако знамо вредност отпора ПТ1000 на било којој температури, we only need to look up the table based on the resistance value to know the current temperature.

2.4 Константни струјни извор
Због ефекта самогревања топлотног отпорника, the current flowing through the resistor should be as small as possible. Опћенито, the current is expected to be less than 10mA. Верификовано је да се самогресирање Платинум отпорника ПТ100 од 1 mW will cause a temperature change of 0.02-0.75℃. Стога, reducing the current of the platinum resistor PT100 can also reduce its temperature change. Међутим, Ако је струја премала, Осјетљиво је на сметње буке, so the value is generally 0.5-2 мр, Дакле, константна струја струја је изабрана као константни извор снаге од 1ма.

The chip is selected as the constant voltage source chip TL431, and then converted into a constant current source using current negative feedback. Круг је приказан на слици

Међу њима, the operational amplifier CA3140 is used to improve the load capacity of the current source, и формула израчуна за излазну струју је:

The resistor should be a 0.1% Прецизни отпорник. Коначна излазна струја је 0,996ма, то је, Тачност је 0.4%.

Константни струјни изворни круг треба да има следеће карактеристике

Select the constant voltage source chip TL431

Стабилност температуре: Пошто је наше окружење мерења температуре 0-100 ℃, Излаз тренутног извора не сме бити осетљив на температуру. The TL431 has an extremely low temperature coefficient and low temperature drift.

Добра регулација оптерећења: Ако је тренутни рипл превелик, то ће проузроковати грешке у читању. Према теоријској анализи, since the input voltage varies between 100-138.5mV, а опсег мерења температуре је 0-100 ℃, Тачност мерења температуре је ± 1 степен Целзијуса, Дакле, излазни напон треба да промени за 38,5 / 100 = 0,385мВ за сваких 1 ℃ повећање температуре околине. Да би се осигурало да тренутна флуктуација не утиче на тачност, Размотрите најекстремнији случај, у 100 Дегреес Целзијус, Вредност отпора ПТ100 треба да буде 138,5 Р. Тада је тренутни рипл треба да буде мањи од 0,385 / 138,5 = 0,000278ма, то је, the current change during the load change should be less than 0.000278mA. У стварној симулацији, Тренутни извор остаје у основи непромењен.
3. АД623 раствор за стицање аквизије

AD623 acquisition PT1000 circuit solution

Принцип се може односити на горњи принцип мерења моста.
Скупиција ниске температуре:

Набавка високе температуре

4. АД620 раствор за стицање аквизије

AD620 PT100 acquisition solution

AD620 PT100 acquisition solution high temperature (150°):

AD620 PT100 acquisition solution low temperature (-40°):

AD620 PT100 acquisition solution room temperature (20°):

5. PT100 and PT1000 anti-interference filtering analysis

Актуелна акцизиција у неком комплексу, оштар или специјално окружење биће подложно сјајним сметњама, углавном укључујући ЕМИ и РЕИ.

На пример, У примени куповине температуре мотора, motor control and high-speed rotation of the motor cause high-frequency disturbances.

Постоје и велики број сценарија температуре контроле унутар ваздухопловних и ваздухопловних возила, Која мера и контролишу систем напајања и систем за контролу животне средине. Језгро температурне контроле је мерење температуре. Пошто се отпорност термистора може линеарно променити температуром, Употреба отпорности на платину на мјери температуре је ефикасна метода мерења температуре велике прецизне температуре. Главни проблеми су следећи следећи:
1. Отпор на оловну жицу се лако уводи, Тако утиче на тачност мерења сензора;
2. In some strong electromagnetic interference environments, the interference may be converted into DC output after rectification by the instrument amplifier
Offset error, утјечући на тачност мерења.
5.1 Аероспаце Аирборне ПТ1000 Скупибицијски круг

Аероспаце Аирборне ПТ1000 Скупибицијски круг

Погледајте дизајн склопа стицања Аирборне ПТ1000 за анти-електромагнетно уплитање у одређено ваздухопловство.

Филтер је постављен на најудаљенији крај круга аквизиције. The PT1000 acquisition preprocessing circuit is suitable for anti-electromagnetic interference preprocessing of airborne electronic equipment interface;
The specific circuit is:
Повезни напон + 15В претворен је у + 5В извор напона високог прецизног напона кроз регулатор напона, and the +5V high-precision voltage source is directly connected to the resistor R1.
The other end of the resistor R1 is divided into two paths, Један је повезан на фазни улаз ОП АМП-а, and the other connected to the PT1000 resistor A end through the T-type filter S1. Излаз ОП АМП-а повезан је са инвертирајућим уносом како би се формирао наводни наследник, а обртни улаз је повезан са приземном луком напонског регулатора како би се осигурало да је напон на улазном уносу увек нула. Након проласка кроз С2 филтер, Један крај А ПТ1000 отпорника је подељен на две стазе, one path is used as the differential voltage input terminal D through resistor R4, and the other path is connected to AGND through resistor R2. Након проласка кроз С3 филтер, Други крај Б од ПТ1000 отпорника је подељен на две стазе, one path is used as the differential voltage input terminal E through resistor R5, and the other path is connected to AGND through resistor R3. Д и е су повезани путем кондензатора Ц3, Д је повезан са АГНД путем кондензатора Ц1, и Е је повезан са АГНД путем кондензатора Ц2; the precise resistance value of PT1000 can be calculated by measuring the differential voltage between D and E.

Повезни напон + 15В претворен је у + 5В извор напона високог прецизног напона кроз регулатор напона. + 5В је директно повезан на Р1. Други крај Р1 је подељен на две стазе, one is connected to the in-phase input terminal of the op amp, and the other is connected to the PT1000 resistor A through the T-type filter S1. Излаз ОП АМП-а повезан је са инвертирајућим уносом како би се формирао наводни наследник, а обртни улаз је повезан са приземном луком регулатора напона како би се осигурало да је напон на уводном уносу увек нула. У овом тренутку, Тренутно тече кроз Р1 је константно 0,5ма. Регулатор напона користи АД586ТК / 883Б, А ОП АМП користи ОП467А.

Након проласка кроз С2 филтер, Један крај А ПТ1000 отпорника је подељен на две стазе, један кроз отпорник Р4 као улаз диференцијалног напона до краја Д, и један кроз отпорник Р2 до Агнд; after passing through the S3 filter, Други крај Б од ПТ1000 отпорника је подељен на две стазе, један кроз отпорник Р5 као улаз диференцијалног напона Енд Е, и један кроз отпорник Р3 до Агнд. Д и е су повезани путем кондензатора Ц3, Д је повезан са АГНД путем кондензатора Ц1, и Е је повезан са АГНД путем кондензатора Ц2.
Отпорност Р4 и Р5 је 4.02К охма, Отпорност Р1 и Р2 је 1М ома, капацитет Ц1 и Ц2 је 1000пф, А капацитет Ц3 је 0.047уф. Р4, Р5, Ц1, Ц2, и Ц3 заједно формирају мрежу за филтрирање РФИ, which completes the low-pass filtering of the input signal, and the objects to be filtered out include the differential mode interference and common mode interference carried in the input differential signal. Прорачун -3дБ фреквенције прекида умања и мешање режим диференцијалног режима преведено у улазном сигналу приказан је у формули:

Замјена вредности отпора у израчун, Фреквенција прекидача за заједничку моду је 40КХз, а диференцијални фреквенција прекида реда је 2.6кХз.
Крајња тачка Б је повезана са АГНД путем С4 филтера. Међу њима, Терминали за приземље филтера из С1 до С4 сви су повезани са очвршћивањем авиона. Пошто је струја која тече кроз ПТ1000 је позната 0,05ма, Прецизна вредност отпорности ПТ1000 може се израчунати мерењем диференцијалног напона на оба краја Д и Е.
С1 до С4 Користите филтере Т-типа, Модел ГТЛ2012Кс-103Т801, with a cutoff frequency of 1M±20%. Овај круг уводи ниске филтере на спољне линије интерфејса и врши РФИ филтрирање на диференцијални напон. Као предрачни круг за ПТ1000, Ефикасно елиминише електромагнетни и РФИ уплитање зрачења, што увелико побољшава поузданост прикупљених вредности. Додатно, Напон се директно мери из оба краја отпорника ПТ1000, Елиминисање грешке узроковане вођством и побољшањем тачности вредности отпора.

5.2 Т-тип филтер
Филтер Т-типа састоји се од два индуктора и кондензатора. Оба краја имају велику импеданцију, и њени перформансе губитка у уметницима слични су ономе филтера за типове π типа, Али то није склоно “звоњење” и може се користити у пребацивању кола.