PT100/PT1000 வெப்பநிலை கையகப்படுத்தும் சுற்று தீர்வு

1. PT100 and PT1000 temperature resistance change table
நிக்கல் போன்ற உலோக வெப்ப எதிர்ப்பிகள், copper and platinum resistors have a positive correlation with the change in resistance with temperature. பிளாட்டினம் மிகவும் நிலையான உடல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. The temperature measurement range of the commonly used platinum resistor Pt100 is -200～850 ℃. கூடுதலாக, the temperature measurement ranges of Pt500, Pt1000, முதலியன. அடுத்தடுத்து குறைக்கப்படுகின்றன. Pt1000, temperature measurement range -200～420 ℃. IEC751 சர்வதேச தரத்தின் படி, பிளாட்டினம் மின்தடை Pt1000 இன் வெப்பநிலை பண்புகள் பின்வரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கின்றன:

Pt1000 வெப்பநிலை பண்பு வளைவு

Pt1000 வெப்பநிலை பண்பு வளைவின் படி, the slope of the resistance characteristic curve changes little within the normal operating temperature range (படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது 1). Through linear fitting, the approximate relationship between resistance and temperature is:

1.1 PT100 வெப்பநிலை எதிர்ப்பு மாற்ற அட்டவணை

PT100 வெப்பநிலை எதிர்ப்பு மாற்ற அட்டவணை

1.2 PT1000 temperature resistance change table

PT1000 Temperature Resistance Change Table

2. பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் கையகப்படுத்தல் சுற்று தீர்வுகள்

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

Single-chip AD port direct acquisition
வெப்பநிலை அளவீட்டு சுற்று மின்னழுத்த வெளியீடு வரம்பு 0~3.3V ஆகும், PT1000 (PT1000 எதிர்ப்பு மதிப்பு பெரிதும் மாறுகிறது, temperature measurement sensitivity is higher than PT100; பெரிய அளவிலான வெப்பநிலையை அளவிடுவதற்கு PT100 மிகவும் பொருத்தமானது).

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

மின்னழுத்த பிரிவு முறையைப் பயன்படுத்துவதே எளிய வழி. 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, மற்றும் 3140. The chip uses SOT-32 package and 5V input voltage. தேவையான குறிப்பு மின்னழுத்தத்தின் படி வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை தேர்ந்தெடுக்கலாம். நிச்சயமாக, according to the normal voltage input range of the MCU AD port, இது 3V/3.3V ஐ விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது.

2.2 Resistor voltage division output 0~5V analog voltage MCU AD port direct acquisition.
நிச்சயமாக, 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.
உதாரணமாக, 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. நினைவில் கொள்ளுங்கள், கோட்பாட்டளவில் கணக்கிடப்பட்ட வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் +5V ஐ விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. இல்லையெனில், it will cause damage to the MCU.

2.3 மிகவும் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் பாலம் அளவீடு
R11, R12, R13 and Pt1000 are used to form a measuring bridge, R11=R13=10k, R12=1000R precision resistors. Pt1000 இன் எதிர்ப்பு மதிப்பு R12 இன் எதிர்ப்பு மதிப்புக்கு சமமாக இல்லாதபோது, the bridge will output a mV-level voltage difference signal. இந்த மின்னழுத்த வேறுபாடு சமிக்ஞை கருவி பெருக்கி சுற்று மூலம் பெருக்கப்படுகிறது மற்றும் விரும்பிய மின்னழுத்த சமிக்ஞையை வெளியிடுகிறது. This signal can be directly connected to the AD conversion chip or the AD port of the microcontroller.

R11, R12, R13 and Pt1000 are used to form a measurement bridge

இந்த சுற்றுக்கான எதிர்ப்பை அளவிடுவதற்கான கொள்கை:
1) PT1000 ஒரு தெர்மிஸ்டர். வெப்பநிலை மாறும்போது, the resistance changes basically linearly.
2) மணிக்கு 0 பட்டங்கள், PT1000 இன் எதிர்ப்பானது 1kΩ ஆகும், பின்னர் Ub மற்றும் Ua சமம், அதாவது, உபா = Ub – செய் = 0.
3) ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் என்று வைத்துக்கொள்வோம், PT1000 இன் எதிர்ப்பானது 1.5kΩ ஆகும், பின்னர் Ub மற்றும் Ua சமமாக இல்லை. According to the voltage division principle, we can find out that Uba = Ub – செய் > 0.
4) OP07 ஒரு செயல்பாட்டு பெருக்கி, and its voltage gain A depends on the external circuit, எங்கே A = R2/R1 = 17.5.
5) OP07 = Uba இன் வெளியீடு மின்னழுத்தம் Uo * A. எனவே OP07 இன் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை அளவிட வோல்ட்மீட்டரைப் பயன்படுத்தினால், Uab இன் மதிப்பை நாம் ஊகிக்க முடியும். Ua என்பது அறியப்பட்ட மதிப்பு என்பதால், Ub இன் மதிப்பை நாம் மேலும் கணக்கிடலாம். பிறகு, using the voltage division principle, PT1000 இன் குறிப்பிட்ட எதிர்ப்பு மதிப்பை நாம் கணக்கிடலாம். மென்பொருள் கணக்கீடு மூலம் இந்த செயல்முறையை அடைய முடியும்.
6) எந்த வெப்பநிலையிலும் PT1000 இன் எதிர்ப்பு மதிப்பு தெரிந்தால், we only need to look up the table based on the resistance value to know the current temperature.

2.4 நிலையான தற்போதைய ஆதாரம்
வெப்ப மின்தடையின் சுய வெப்ப விளைவு காரணமாக, the current flowing through the resistor should be as small as possible. பொதுவாக, the current is expected to be less than 10mA. பிளாட்டினம் மின்தடையம் PT100 இன் சுய வெப்பமாக்கல் சரிபார்க்கப்பட்டது 1 mW will cause a temperature change of 0.02-0.75℃. எனவே, reducing the current of the platinum resistor PT100 can also reduce its temperature change. எனினும், மின்னோட்டம் மிகவும் சிறியதாக இருந்தால், இது சத்தம் குறுக்கீட்டிற்கு எளிதில் பாதிக்கப்படுகிறது, so the value is generally 0.5-2 எம்.ஏ, எனவே நிலையான மின்னோட்ட மூல மின்னோட்டம் 1mA நிலையான மின்னோட்ட மூலமாக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.

The chip is selected as the constant voltage source chip TL431, and then converted into a constant current source using current negative feedback. சுற்று படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது

அவர்கள் மத்தியில், the operational amplifier CA3140 is used to improve the load capacity of the current source, மற்றும் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்திற்கான கணக்கீட்டு சூத்திரம்:

The resistor should be a 0.1% துல்லியமான மின்தடை. இறுதி வெளியீடு மின்னோட்டம் 0.996mA ஆகும், அதாவது, துல்லியம் 0.4%.

நிலையான மின்னோட்ட மூல சுற்று பின்வரும் பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்

Select the constant voltage source chip TL431

வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை: நமது வெப்பநிலை அளவீட்டு சூழல் 0-100℃ என்பதால், தற்போதைய மூலத்தின் வெளியீடு வெப்பநிலைக்கு உணர்திறன் கொண்டதாக இருக்கக்கூடாது. The TL431 has an extremely low temperature coefficient and low temperature drift.

நல்ல சுமை கட்டுப்பாடு: தற்போதைய சிற்றலை மிகவும் பெரியதாக இருந்தால், அது வாசிப்பு பிழைகளை ஏற்படுத்தும். கோட்பாட்டு பகுப்பாய்வு படி, since the input voltage varies between 100-138.5mV, மற்றும் வெப்பநிலை அளவீட்டு வரம்பு 0-100℃, வெப்பநிலை அளவீட்டு துல்லியம் ±1 டிகிரி செல்சியஸ் ஆகும், சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் ஒவ்வொரு 1℃ அதிகரிப்புக்கும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் 38.5/100=0.385mV ஆக மாற வேண்டும். தற்போதைய ஏற்ற இறக்கம் துல்லியத்தை பாதிக்காது என்பதை உறுதி செய்வதற்காக, மிகவும் தீவிரமான வழக்கு கருதுகின்றனர், மணிக்கு 100 டிகிரி செல்சியஸ், PT100 இன் எதிர்ப்பு மதிப்பு 138.5R ஆக இருக்க வேண்டும். பின்னர் தற்போதைய சிற்றலை 0.385/138.5=0.000278mA க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும், அதாவது, the current change during the load change should be less than 0.000278mA. உண்மையான உருவகப்படுத்துதலில், தற்போதைய ஆதாரம் அடிப்படையில் மாறாமல் உள்ளது.
3. AD623 கையகப்படுத்தல் சுற்று தீர்வு

AD623 acquisition PT1000 circuit solution

கொள்கை மேலே உள்ள பாலம் அளவீட்டுக் கொள்கையைக் குறிக்கலாம்.
குறைந்த வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல்:

உயர் வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல்

4. AD620 கையகப்படுத்தல் சுற்று தீர்வு

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

சில வளாகங்களில் வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல், கடுமையான அல்லது சிறப்பு சூழல்கள் பெரும் குறுக்கீட்டிற்கு உட்பட்டிருக்கும், முக்கியமாக EMI மற்றும் REI உட்பட.

உதாரணமாக, மோட்டார் வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல் பயன்பாட்டில், motor control and high-speed rotation of the motor cause high-frequency disturbances.

விமான மற்றும் விண்வெளி வாகனங்களுக்குள் அதிக எண்ணிக்கையிலான வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு காட்சிகள் உள்ளன, மின் அமைப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பை அளவிடும் மற்றும் கட்டுப்படுத்தும். வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டின் மையமானது வெப்பநிலை அளவீடு ஆகும். தெர்மிஸ்டரின் எதிர்ப்பானது வெப்பநிலையுடன் நேர்கோட்டில் மாறக்கூடும் என்பதால், வெப்பநிலையை அளவிடுவதற்கு பிளாட்டினம் எதிர்ப்பைப் பயன்படுத்துவது ஒரு பயனுள்ள உயர் துல்லிய வெப்பநிலை அளவீட்டு முறையாகும். முக்கிய பிரச்சனைகள் பின்வருமாறு:
1. முன்னணி கம்பி மீது எதிர்ப்பு எளிதில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது, இதனால் சென்சாரின் அளவீட்டு துல்லியம் பாதிக்கப்படுகிறது;
2. In some strong electromagnetic interference environments, the interference may be converted into DC output after rectification by the instrument amplifier
Offset error, அளவீட்டு துல்லியத்தை பாதிக்கிறது.
5.1 விண்வெளி வான்வழி PT1000 கையகப்படுத்தல் சுற்று

விண்வெளி வான்வழி PT1000 கையகப்படுத்தல் சுற்று

ஒரு குறிப்பிட்ட விமானப் போக்குவரத்தில் மின்காந்த எதிர்ப்பு குறுக்கீட்டிற்கான வான்வழி PT1000 கையகப்படுத்தல் சுற்று வடிவமைப்பைப் பார்க்கவும்..

கையகப்படுத்தல் சுற்றுகளின் வெளிப்புற முடிவில் ஒரு வடிகட்டி அமைக்கப்பட்டுள்ளது. The PT1000 acquisition preprocessing circuit is suitable for anti-electromagnetic interference preprocessing of airborne electronic equipment interface;
The specific circuit is:
+15V உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் ஒரு மின்னழுத்த சீராக்கி மூலம் +5V உயர் துல்லிய மின்னழுத்த ஆதாரமாக மாற்றப்படுகிறது., 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, ஒன்று op amp இன் இன்-ஃபேஸ் உள்ளீட்டுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, and the other connected to the PT1000 resistor A end through the T-type filter S1. op amp இன் வெளியீடு மின்னழுத்த பின்தொடர்பவரை உருவாக்க தலைகீழ் உள்ளீட்டுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மற்றும் இன்-ஃபேஸ் உள்ளீட்டில் உள்ள மின்னழுத்தம் எப்போதும் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதை உறுதி செய்வதற்காக, இன்வெர்டிங் உள்ளீடு மின்னழுத்த சீராக்கியின் தரை துறைமுகத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.. S2 வடிகட்டி வழியாக சென்ற பிறகு, PT1000 மின்தடையத்தின் ஒரு முனை A இரண்டு பாதைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, 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. S3 வடிகட்டி வழியாக சென்ற பிறகு, PT1000 மின்தடையின் மறுமுனை B இரண்டு பாதைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, 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. D மற்றும் E மின்தேக்கி C3 மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, D மின்தேக்கி C1 மூலம் AGND உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மற்றும் E மின்தேக்கி C2 மூலம் AGND உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது; the precise resistance value of PT1000 can be calculated by measuring the differential voltage between D and E.

+15V உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் ஒரு மின்னழுத்த சீராக்கி மூலம் +5V உயர் துல்லிய மின்னழுத்த ஆதாரமாக மாற்றப்படுகிறது.. +5V நேரடியாக R1 உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. R1 இன் மறுமுனை இரண்டு பாதைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, 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. op amp இன் வெளியீடு மின்னழுத்த பின்தொடர்பவரை உருவாக்க தலைகீழ் உள்ளீட்டுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மற்றும் இன்வெர்டிங் உள்ளீட்டில் மின்னழுத்தம் எப்போதும் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதை உறுதி செய்வதற்காக மின்னழுத்த சீராக்கியின் கிரவுண்ட் போர்ட்டுடன் இன்வெர்டிங் உள்ளீடு இணைக்கப்பட்டுள்ளது.. இந்த நேரத்தில், R1 வழியாக பாயும் மின்னோட்டம் ஒரு மாறிலி 0.5mA ஆகும். மின்னழுத்த சீராக்கி AD586TQ/883B ஐப் பயன்படுத்துகிறது, மற்றும் op amp ஆனது OP467A ஐப் பயன்படுத்துகிறது.

S2 வடிகட்டி வழியாக சென்ற பிறகு, PT1000 மின்தடையத்தின் ஒரு முனை A இரண்டு பாதைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, ஒன்று மின்தடையம் R4 மூலம் வேறுபட்ட மின்னழுத்த உள்ளீடு முடிவு D, மற்றும் ஒன்று மின்தடை R2 மூலம் AGNDக்கு; after passing through the S3 filter, PT1000 மின்தடையின் மறுமுனை B இரண்டு பாதைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, மின்தடை R5 வழியாக வேறுபட்ட மின்னழுத்த உள்ளீடு முடிவு E, மற்றும் மின்தடை R3 மூலம் ஒன்று AGNDக்கு. D மற்றும் E மின்தேக்கி C3 மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, D மின்தேக்கி C1 மூலம் AGND உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மற்றும் E மின்தேக்கி C2 மூலம் AGND உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
R4 மற்றும் R5 இன் எதிர்ப்பானது 4.02k ஓம்ஸ் ஆகும், R1 மற்றும் R2 இன் எதிர்ப்பானது 1M ohms ஆகும், C1 மற்றும் C2 இன் கொள்ளளவு 1000pF ஆகும், மற்றும் C3 இன் கொள்ளளவு 0.047uF ஆகும். R4, R5, C1, C2, மற்றும் C3 இணைந்து RFI வடிகட்டி நெட்வொர்க்கை உருவாக்குகிறது, 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. உள்ளீட்டு சமிக்ஞையில் மேற்கொள்ளப்படும் பொதுவான பயன்முறை குறுக்கீடு மற்றும் வேறுபட்ட முறை குறுக்கீடு ஆகியவற்றின் ‑3dB வெட்டு அதிர்வெண்ணின் கணக்கீடு சூத்திரத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது:

எதிர்ப்பின் மதிப்பை கணக்கீட்டில் மாற்றுதல், பொதுவான பயன்முறை வெட்டு அதிர்வெண் 40kHZ ஆகும், மற்றும் வேறுபட்ட முறை வெட்டு அதிர்வெண் 2.6KHZ ஆகும்.
இறுதிப் புள்ளி B S4 வடிகட்டி மூலம் AGND உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அவர்கள் மத்தியில், S1 முதல் S4 வரையிலான வடிகட்டி தரை முனையங்கள் அனைத்தும் விமானக் கவசத் தளத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. PT1000 வழியாக பாயும் மின்னோட்டம் அறியப்பட்ட 0.05mA என்பதால், PT1000 இன் துல்லியமான எதிர்ப்பு மதிப்பை D மற்றும் E இன் இரு முனைகளிலும் உள்ள வேறுபட்ட மின்னழுத்தத்தை அளவிடுவதன் மூலம் கணக்கிட முடியும்..
S1 முதல் S4 வரை T-வகை வடிப்பான்களைப் பயன்படுத்துகிறது, மாடல் GTL2012X‑103T801, with a cutoff frequency of 1M±20%. இந்த சுற்று வெளிப்புற இடைமுக வரிகளுக்கு குறைந்த-பாஸ் வடிகட்டிகளை அறிமுகப்படுத்துகிறது மற்றும் வேறுபட்ட மின்னழுத்தத்தில் RFI வடிகட்டலை செய்கிறது.. PT1000 க்கான முன் செயலாக்க சுற்று, இது மின்காந்த மற்றும் RFI கதிர்வீச்சு குறுக்கீட்டை திறம்பட நீக்குகிறது, சேகரிக்கப்பட்ட மதிப்புகளின் நம்பகத்தன்மையை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது. கூடுதலாக, PT1000 மின்தடையின் இரு முனைகளிலிருந்தும் மின்னழுத்தம் நேரடியாக அளவிடப்படுகிறது, முன்னணி எதிர்ப்பினால் ஏற்படும் பிழையை நீக்குதல் மற்றும் எதிர்ப்பு மதிப்பின் துல்லியத்தை மேம்படுத்துதல்.

5.2 டி-வகை வடிகட்டி
T-வகை வடிகட்டி இரண்டு தூண்டிகள் மற்றும் மின்தேக்கிகளைக் கொண்டுள்ளது. இதன் இரு முனைகளும் அதிக மின்மறுப்புத்தன்மை கொண்டவை, மற்றும் அதன் செருகும் இழப்பு செயல்திறன் π-வகை வடிகட்டியைப் போன்றது, ஆனால் அதற்கு வாய்ப்பில்லை “ஒலிக்கிறது” மற்றும் மாற்று சுற்றுகளில் பயன்படுத்தலாம்.