3-PT100 க்கான கம்பி அளவீட்டு தீர்வு (RTD) சென்சார்

PT100க்கான 3-கம்பி அளவீட்டு திட்டத்தின் LTSஸ்பைஸ் சிமுலேஷன் (RTD) சென்சார்: Pt100 என்பது வெப்ப மின்தடை வெப்பநிலை சென்சார் ஆகும், முழுப்பெயர் பிளாட்டினம் ரெசிஸ்டர் 100 ஓம்ஸ். இது தூய பிளாட்டினத்தால் ஆனது, மற்றும் வெப்பநிலை மாறும்போது அதன் எதிர்ப்பு மதிப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் நேர்கோட்டில் அதிகரிக்கிறது.

PT100, பிளாட்டினம் வெப்ப மின்தடையின் முழு பெயர், பிளாட்டினத்தால் செய்யப்பட்ட ஒரு எதிர்ப்பு வெப்பநிலை சென்சார் ஆகும் (Pt), மற்றும் அதன் எதிர்ப்பு மதிப்பு வெப்பநிலையுடன் மாறுகிறது. தி 100 PTக்குப் பிறகு அதன் எதிர்ப்பு மதிப்பு என்று அர்த்தம் 100 0℃ இல் ஓம்ஸ், மற்றும் அதன் எதிர்ப்பு மதிப்பு சுமார் 138.5 ஓம்ஸ் 100℃. இது உயர் துல்லியத்தின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, நல்ல நிலைத்தன்மை, வலுவான எதிர்ப்பு குறுக்கீடு திறன், மற்றும் அதன் எதிர்ப்பிற்கும் வெப்பநிலை மாற்றத்திற்கும் இடையிலான உறவு: R=R0(1+αT), எங்கே α =0.00392, Ro என்பது 100Ω (எதிர்ப்பு மதிப்பு 0℃), மற்றும் T என்பது செல்சியஸ் வெப்பநிலை.

PT100 வெப்பநிலை எதிர்ப்பு தொடர்புடைய மாற்ற அட்டவணை

2. pt100 மின்தடையை இறக்குமதி செய்யவும்
LTspice கூறு நூலகத்தில் pt100 இல்லை என்பதால், நாம் pt100 ஐ கைமுறையாக இறக்குமதி செய்ய வேண்டும். pt100 இன் மசாலா கோப்பு காணப்படவில்லை என்பதால், ஸ்லைடிங் ரெசிஸ்டரை மாற்றாக இங்கே இறக்குமதி செய்கிறோம். ஸ்லைடிங் ரெசிஸ்டரை இறக்குமதி செய்ய, LTspice நிறுவல் கோப்பகத்தில் பின்வரும் மூன்று கோப்புகளைச் சேர்க்க வேண்டும். மூன்று கோப்புகளை நகலெடுக்கவும் (asc, asy மற்றும் lib) தனித்தனியாக, ஒவ்வொன்றிற்கும் கோப்புகளை உருவாக்கவும், இறுதியாக அவற்றை LTSspice நிறுவலின் தொடர்புடைய இடத்தில் வைக்கவும். மற்ற திட்டங்களுடன் asc ஐ வைக்கவும், லிப் கீழ் sym உள்ள asy, மற்றும் லிப் கீழ் துணை உள்ள லிப். சேர்த்த பிறகு, LTSspice இல் உள்ள பாகத்தில் பொட்டென்டோமீட்டரைக் காணலாம். இந்த பொட்டென்டோமீட்டர் தேவையான நெகிழ் மின்தடையமாகும்.

potentiometer_test.asc

பதிப்பு 4
தாள் 1 880 680
கம்பி 272 48 0 48
கம்பி 528 48 272 48
கம்பி 272 80 272 48
கம்பி 528 80 528 48
கம்பி 0 96 0 48
கம்பி 0 192 0 176
கம்பி 272 208 272 176
கம்பி 528 208 528 176
கொடி 272 208 0
கொடி 0 192 0
கொடி 320 128 வெளியே1
கொடி 528 208 0
கொடி 576 128 வெளியே2
SYMBOL மின்னழுத்தம் 0 80 R0
SYMATTR இன்ஸ்ட்நேம் V1
SYMATTR மதிப்பு 10
SYMBOL பொட்டென்டோமீட்டர் 272 176 M0
SYMATTR InstName U1
SYMATTR SpiceLine2 wiper=0.2
SYMBOL பொட்டென்டோமீட்டர் 528 176 M0
SYMATTR இன்ஸ்ட்நேம் U2
SYMATTR ஸ்பைஸ்லைன் R=1
SYMATTR SpiceLine2 wiper=0.8
உரை 140 228 விட்டு 2 !.op

potentiometer.asy

பதிப்பு 4
சின்ன வகை பிளாக்
வரி இயல்பானது 16 -31 -15 -16
வரி இயல்பானது -16 -48 16 -31
வரி இயல்பானது 16 -64 -16 -48
வரி இயல்பானது 1 -9 -15 -16
வரி இயல்பானது 1 0 1 -9
வரி இயல்பானது 1 -94 1 -87
வரி இயல்பானது -24 -56 -16 -48
வரி இயல்பானது -24 -40 -15 -48
வரி இயல்பானது -47 -48 -15 -48
வரி இயல்பானது -16 -80 16 -64
வரி இயல்பானது 1 -87 -16 -80
ஜன்னல் 0 30 -90 விட்டு 2
ஜன்னல் 39 30 -50 விட்டு 2
ஜன்னல் 40 31 -23 விட்டு 2
SYMATTR முன்னொட்டு X
SYMATTR ModelFile potentiometer.lib
SYMATTR ஸ்பைஸ்லைன் R=1k
SYMATTR SpiceLine2 wiper=0.5
SYMATTR மதிப்பு2 பொட்டென்டோமீட்டர்
பின் 0 -96 இல்லை 8
PINATTR பின்பெயர் 1
PINATTR ஸ்பைஸ்ஆர்டர் 1
பின் 0 0 இல்லை 8
PINATTR பின்பெயர் 2
PINATTR ஸ்பைஸ்ஆர்டர் 2
பின் -48 -48 இல்லை 8
PINATTR பின்பெயர் 3
PINATTR ஸ்பைஸ்ஆர்டர் 3

potentiometer.lib

* இது பொட்டென்டோமீட்டர்
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.SUBCKT பொட்டென்டோமீட்டர் 1 2 3
.பரம் w=வரம்பு(துடைப்பான்,1மீ,.999)
R0 1 3 {ஆர்*(1-டபிள்யூ)}
R1 3 2 {ஆர்*(டபிள்யூ)}
.முடிவடைகிறது

3. PT100 எதிர்ப்பை அளவிட வீட்ஸ்டோன் பாலம்

வீட்ஸ்டோன் பிரிட்ஜ் இணைப்பு மற்றும் LTspice உருவகப்படுத்துதல் மாதிரி

ஒற்றை-கை பாலம் அல்லது வீட்ஸ்டோன் சுற்று

வீட்ஸ்டோன் பிரிட்ஜ் இணைப்பு மற்றும் LTspice உருவகப்படுத்துதல் மாதிரி:
பாலம் சமநிலையில் இருக்கும்போது, மின்னழுத்த மீட்டர் அளவீட்டு மதிப்பு eq?%5CbigtriangleupU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

இதிலிருந்து, என்று ஊகிக்க முடியும்: Rt/R3=R2/R4

அதாவது: Rt*R4=R2*R3

இந்த வழியில் எதிர்ப்பு அளவீட்டு முடிவு மின்னழுத்த மீட்டரின் துல்லியத்துடன் எந்த தொடர்பும் இல்லை, எதிர்ப்பின் துல்லியம், மற்றும் மின்னோட்ட விசை. இது காலப்போக்கில் மின்சார விநியோகத்தின் மாற்றத்தால் ஏற்படும் பிழையைத் தவிர்க்கிறது, மற்றும் அம்மீட்டர் மின்னழுத்தப் பிரிவின் சிக்கலைத் தவிர்க்கிறது, மின்னழுத்த மீட்டர் ஷன்ட், மற்றும் பல கம்பி மின்னழுத்த பிரிவு.

PT100 இன் வெவ்வேறு அளவீட்டு முறைகள்:

பி தெர்மல் ரெசிஸ்டரின் பல முன்னணி முறைகள்

தளத்தில் அளவிடப்படும் வெப்பநிலை புள்ளி கருவியிலிருந்து வெகு தொலைவில் இருக்கும்போது, ஒரு முன்னணி கம்பி மூலம் வெப்ப மின்தடையை இணைப்பது அவசியம். முன்னணி எதிர்ப்பு ஆர். கணக்கீட்டின் போது கம்பி எதிர்ப்பினால் ஏற்படும் பிழையை இரண்டு கம்பி அமைப்பு தவிர்க்க முடியாது, மற்றும் அளவிடப்படும் உண்மையான எதிர்ப்பு மதிப்பு சிறியதாக இருக்கும்.

வெப்ப மின்தடை மற்றும் முன்னணி கம்பியின் எதிர்ப்பு ஆர்

பிழையை ஈடுசெய்வதற்காக, நான்கு கம்பி இணைப்பு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. Rt 2r அதிகரிக்கும் போது, R2 மேலும் 2r அதிகரிக்கிறது. கம்பி எவ்வளவு நீளமாக இருந்தாலும் பரவாயில்லை, பாலத்தை சமப்படுத்த முடியும். நான்கு கம்பிகள் வரையப்பட வேண்டும். p மற்றும் q புள்ளிகளில் உள்ள மின்னழுத்தங்கள் சமமாக இருப்பதால், அவை ஒரு புள்ளிக்கு சமமாக இருக்கலாம், இது மூன்று கம்பி இணைப்பு முறை, அதாவது, இந்த சோதனையில் உருவகப்படுத்தப்பட்ட மூன்று கம்பி இணைப்பு முறை. நடைமுறையில், மூன்று கம்பிகளும் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, பொருளாதாரம் மற்றும் துல்லியம் இரண்டையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது.

4. மூன்று கம்பி அளவீடு LTSspice உருவகப்படுத்துதல்

3-கம்பி அளவீடு, மற்றும் வெளியீட்டில் op amp சர்க்யூட்டை இணைக்கவும்

இந்த சோதனையானது மூன்று கம்பி அளவீட்டைப் பயன்படுத்துகிறது, மற்றும் எளிதாக அளவீடு செய்ய வெளியீட்டு சமிக்ஞையை பெருக்க op amp சர்க்யூட்டை வெளியீட்டுப் பகுதியுடன் இணைக்கிறது.
Uo= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

அதாவது, V1=(Uo+20*V2)/20

மின்தடை மின்னழுத்த பிரிவின் படி:

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

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

இந்த உருவகப்படுத்துதலின் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 3V ஆகும். கணக்கீடு செய்த பிறகு, V2≈108.434mV
V1=(Uo+2168.68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
எனவே: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt என்பது PT100 இன் தொடர்புடைய எதிர்ப்பு மதிப்பு. அட்டவணையைப் பார்ப்பதன் மூலம் தொடர்புடைய வெப்பநிலை மதிப்பைப் பெறலாம்.
நெகிழ் ரியோஸ்டாட்டின் எதிர்ப்பை அமைக்கவும் (Rt) செய்ய 130.6 வெப்பநிலைக்கான ஓம்ஸ் 78 டிகிரி செல்சியஸ், V1 ஐப் படிக்கவும், V2, மற்றும் Uo Rt கணக்கிட.

Rt என்பது PT100 இன் தொடர்புடைய எதிர்ப்பு மதிப்பு, தொடர்புடைய வெப்பநிலை மதிப்பு

V1 என்பது சுமார் 182.82mV ஆகும், V2 சுமார் 118.46mV ஆகும், மற்றும் U0 சுமார் 1.39V ஆகும். கணக்கிடப்பட்ட Rpt சுமார் 129.78V ஆகும். வெப்பநிலை வாசிப்பு என்று அட்டவணை காட்டுகிறது 76 டிகிரி செல்சியஸ், அருகில் உள்ளது.

நெகிழ் ரியோஸ்டாட்டின் எதிர்ப்பை அமைக்கவும் (Rt) செய்ய 200.05 வெப்பநிலைக்கான ஓம்ஸ் 266.5 டிகிரி செல்சியஸ், V1 ஐப் படிக்கவும், V2, மற்றும் Uo Rt கணக்கிட.

V1 சுமார் 270.45mV ஆகும், V2 சுமார் 118.46mV ஆகும், மற்றும் U0 சுமார் 3.0257V ஆகும். கணக்கிடப்பட்ட Rpt சுமார் 198.16V ஆகும், மற்றும் பிழை மதிப்பு சுமார் 1%. வெப்பநிலை வாசிப்பு என்று அட்டவணை காட்டுகிறது 261.3 டிகிரி செல்சியஸ், சுமார் ஒரு பிழையுடன் 1%.

மூன்று கம்பி PT100 இன் வெப்பநிலை அளவீட்டு கொள்கை முக்கியமாக பிரிட்ஜ் முறையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அளவீட்டு சுற்று பொதுவாக ஒரு சமநிலையற்ற பாலமாகும், மற்றும் PT100 பாலத்தின் பிரிட்ஜ் ஆர்ம் ரெசிஸ்டராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. PT100 வழியாக மின்னோட்டம் செல்லும் போது, அதன் எதிர்ப்பு மதிப்பில் ஏற்படும் மாற்றம் பாலத்தின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும். இந்த வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை அளவிடுவதன் மூலம், PT100 இன் எதிர்ப்பு மதிப்பைக் கணக்கிடலாம், பின்னர் அளவிடப்பட்ட வெப்பநிலையைப் பெறலாம்.
முன்னணி எதிர்ப்பின் செல்வாக்கை அகற்றுவதற்காக, மூன்று கம்பி PT100 ஒரு சிறப்பு வடிவமைப்பை ஏற்றுக்கொள்கிறது, பாலத்தின் மின் விநியோக முனையுடன் ஒரு கம்பியை இணைக்கிறது, மற்ற இரண்டு கம்பிகளும் PT100 அமைந்துள்ள பாலம் கை மற்றும் அதை ஒட்டிய பாலம் கையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.. இந்த வழியில், இரண்டு பாலம் கைகளும் ஒரே எதிர்ப்பு மதிப்பின் ஈய எதிர்ப்பை அறிமுகப்படுத்துகின்றன, அதனால் பாலம் சீரான நிலையில் உள்ளது. எனவே, ஈய எதிர்ப்பின் மாற்றம் அளவீட்டு முடிவில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது. எனினும், உண்மையான அளவீட்டில் சாதனங்கள் போன்ற தாக்கங்கள் இன்னும் இருக்கும். அளவிடப்பட்ட எதிர்ப்பு மதிப்பு துல்லியமாக இல்லை. இந்த பிழையை நீக்கும் பொருட்டு, படிக்கும் போது சில இழப்பீடு சேர்க்க முடியும்.