வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல் 2, 3, மற்றும் 4-கம்பி PT100 வெப்பநிலை சென்சார்கள்

எப்படி என்பதை கட்டுரை அறிமுகப்படுத்துகிறது 2, 3, மற்றும் 4-கம்பி PT100 சென்சார்கள் எதிர்ப்பு மாற்றங்கள் மூலம் மின்னழுத்த சமிக்ஞைகளாக மாற்றப்படுகின்றன, மற்றும் ஒரு நிலையான தற்போதைய ஆதாரம் சென்சார் பாதுகாக்க மற்றும் சமிக்ஞை மாற்றத்தின் துல்லியத்தை உறுதி செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு PT100 சென்சார் அதன் மின் எதிர்ப்பின் மாற்றத்தை அளவிடுவதன் மூலம் வெப்பநிலையைப் பெறுகிறது, இது வெளிப்படும் வெப்பநிலையுடன் நேரடியாக தொடர்புடையது; வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, சென்சாருக்குள் உள்ள பிளாட்டினம் தனிமத்தின் எதிர்ப்பும் அதிகரிக்கிறது, இந்த எதிர்ப்பு மாற்றத்தின் அடிப்படையில் வெப்பநிலையை துல்லியமாக கணக்கிட அனுமதிக்கிறது; அடிப்படையில், தி “100” PT100 இல் சென்சார் ஒரு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது 100 0°C இல் ஓம்ஸ், மற்றும் இந்த மதிப்பு வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களுடன் கணிக்கக்கூடிய வகையில் மாறுகிறது. சுற்று வடிவமைப்பில் MCP604 செயல்பாட்டு பெருக்கியின் பயன்பாடு, குறைந்த உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் மற்றும் துல்லியத்தில் சார்பு மின்னோட்டம் போன்ற அதன் பண்புகளின் தாக்கத்தை வலியுறுத்துகிறது.. சுற்று வடிவமைப்பில் துல்லியத்தை மேம்படுத்த மென்பொருள் அளவுத்திருத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, உடல் சரிசெய்தல் சிரமத்தைத் தவிர்க்கிறது. இறுதியாக, கட்டுரை வெப்பநிலை மற்றும் பிளாட்டினம் எதிர்ப்பு மதிப்பு இடையே உறவு சூத்திரம் கொடுக்கிறது, இது வெப்பநிலை மதிப்பைக் கணக்கிடப் பயன்படுகிறது.

2-கம்பி PT100 வெப்பநிலை உணரியின் வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல் வடிவமைப்பு

சீனா தனிப்பயன் 3-வயர் PT100 வெப்பநிலை உணரியின் வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல்

4-கம்பி PT100 வெப்பநிலை உணரியின் வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல்

PT100 வெப்பநிலை கையகப்படுத்தல் பற்றிய முக்கிய புள்ளிகள்:
எதிர்ப்பு வெப்பநிலை கண்டறிதல் (RTD):
PT100 என்பது ஒரு வகை RTD ஆகும், அதாவது அதன் மின் எதிர்ப்பின் மாற்றங்களைக் கண்டறிவதன் மூலம் வெப்பநிலையை அளவிடுகிறது.
பிளாட்டினம் உறுப்பு:
PT100 இல் உள்ள உணர்திறன் உறுப்பு பிளாட்டினத்தால் ஆனது, எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்பநிலை இடையே மிகவும் நிலையான மற்றும் நேரியல் உறவை வெளிப்படுத்துகிறது.
அளவீட்டு செயல்முறை: வெப்பநிலையை அளவிட வேண்டிய சூழலில் சென்சார் வைக்கப்படுகிறது.
பிளாட்டினம் தனிமத்தின் எதிர்ப்பானது ஒரு பிரத்யேக மின்னணு சுற்று பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது.
அளவிடப்பட்ட எதிர்ப்பு மதிப்பு பின்னர் பிளாட்டினத்தின் அறியப்பட்ட வெப்பநிலை குணகத்தின் அடிப்படையில் ஒரு கணித சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி வெப்பநிலையாக மாற்றப்படுகிறது..

PT100 சென்சார்களின் நன்மைகள்:
உயர் துல்லியம்: பிளாட்டினத்தின் நிலையான நடத்தை காரணமாக கிடைக்கும் மிகவும் துல்லியமான வெப்பநிலை உணரிகளில் ஒன்றாக கருதப்படுகிறது.
பரந்த வெப்பநிலை வரம்பு:　சென்சார் வடிவமைப்பைப் பொறுத்து -200°C முதல் 850°C வரை வெப்பநிலையை அளவிட முடியும்.
நல்ல நேர்கோட்டுத்தன்மை: எதிர்ப்பிற்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான உறவு ஒப்பீட்டளவில் நேரியல் ஆகும், தரவு விளக்கத்தை எளிதாக்குதல்.

முக்கியமான பரிசீலனைகள்:
அளவுத்திருத்தம்: துல்லியமான அளவீடுகளை உறுதி செய்ய, PT100 சென்சார்கள் ஒரு குறிப்பு தரநிலைக்கு எதிராக தொடர்ந்து அளவீடு செய்யப்பட வேண்டும்.
முன்னணி கம்பி எதிர்ப்பு: இணைக்கும் கம்பிகளின் எதிர்ப்பானது அளவீட்டு துல்லியத்தை பாதிக்கலாம், எனவே ஈய கம்பி இழப்பீட்டின் சரியான பரிசீலனை பெரும்பாலும் அவசியம்.
பயன்பாட்டு பொருத்தம்: மிகவும் துல்லியமாக இருக்கும் போது, PT100 சென்சார்கள் மிகவும் கடுமையான சூழல்கள் அல்லது மிக விரைவான மறுமொழி நேரம் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக இருக்காது.

1. சமிக்ஞை கையகப்படுத்துதலின் அடிப்படைக் கொள்கைகள்
PT100 வெப்பநிலை சமிக்ஞைகளை எதிர்ப்பு வெளியீடுகளாக மாற்றுகிறது, மற்றும் அதன் எதிர்ப்பு மதிப்பு வரம்புகள் 0 200Ω வரை. AD மாற்றி மின்னழுத்தத்தை மட்டுமே மாற்ற முடியும் மற்றும் நேரடியாக வெப்பநிலையை சேகரிக்க முடியாது. எனவே, PT100 ஐ ஆற்றுவதற்கும், மின்தடை மாற்றங்களை மின்னழுத்த மாற்றங்களாக மாற்றுவதற்கும் 1mA நிலையான மின்னோட்ட ஆதாரம் தேவைப்படுகிறது. நிலையான மின்னோட்ட மூலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மை என்னவென்றால், அது சென்சாரின் ஆயுளை நீட்டிக்கும். உள்ளீடு சமிக்ஞை வரம்பு என்பதால் 0 200mV வரை, சிக்னல் பெருக்கப்பட வேண்டும், பின்னர் மின் சமிக்ஞை தரவைப் பெற AD மாற்றப்பட வேண்டும்.

நிலையான மின்னழுத்த மூல வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்தாததற்கான காரணங்கள்:

மின்சாரம் வழங்குவதற்கு நிலையான மின்னழுத்த மூலத்தைப் பயன்படுத்தினால், பின்னர் மின்தடை மற்றும் PT100 தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, மற்றும் மின்னழுத்தம் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, ஒரு பிரச்சனை உள்ளது. PT100 இன் எதிர்ப்பு மிகவும் சிறியதாக இருக்கும்போது, PT100 வழியாக பாயும் மின்னோட்டம் மிகவும் பெரியது, இதன் விளைவாக ஒரு குறுகிய சென்சார் வாழ்க்கை.

2. op ஆம்ப் MCP604 ஐப் பயன்படுத்துகிறது
MCP604 அம்சங்கள்:
1) மின்னழுத்த வரம்பு 2.7~6.0V
2) வெளியீடு இரயில்-க்கு-ரயில்
3) இயக்க வெப்பநிலை வரம்பு: -40°C முதல் +85°C வரை
4) உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் ±3mV ஆகும், வழக்கமான மதிப்பு 1mV ஆகும், அதிக உணர்திறன்.
5) உள்ளீடு சார்பு மின்னோட்டம் 1pA ஆகும், போது TA = +85 ° C, I=20pA, கையகப்படுத்தல் துல்லியத்தை மேம்படுத்துகிறது.
6) நேரியல் வெளியீடு மின்னழுத்த ஊசலாட்டம்: VSS+0.1 ~ VDD–0.1, அலகு வி.

மின்சாரம் வழங்கல் மின்னழுத்தம் 3.3V ஆக இருக்கும்போது, நேரியல் வெளியீடு மின்னழுத்த ஊஞ்சல் 0.1~3.2V ஆகும். பெருக்கப்பட்ட சமிக்ஞை நேரியல் பகுதியில் செயல்படுவதை உறுதி செய்வதற்காக, VDD=3.3V போது, MCP604 வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை இருக்குமாறு அமைத்தோம்: 0.5op amp சர்க்யூட் வடிவமைப்பின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய V ~ 2.5V.

அனலாக் எலக்ட்ரானிக்ஸ் புத்தகத்தில் உள்ள op amp ஒரு சிறந்த செயல்பாட்டு பெருக்கி ஆகும், இது உண்மையான பெருக்கியிலிருந்து வேறுபட்டது. எனவே, கருத்தில் கொள்ள வேண்டியது அவசியம் “உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம்”, “உள்ளீடு சார்பு மின்னோட்டம்” மற்றும் “நேரியல் வெளியீடு மின்னழுத்த ஊசலாட்டம்” வடிவமைக்கும் போது.

3. சுற்று வரைபடம்
படத்தில் உள்ள R11 என்பது ஒரு சார்பு சுற்று ஆகும்.
1) வெளியீட்டுப் பிழையைக் குறைக்க பொருத்தமான பெருக்கக் காரணியைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் இருப்பதால், பெருக்க காரணி அதிகரிக்கும் போது, வெளியீட்டு பிழையும் அதிகரிக்கும், வடிவமைப்பில் கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை.
2) இந்த சுற்றுகளின் பெருக்க காரணி 10. வழக்கமான உள்ளீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் 3mV என்று வைத்துக்கொள்வோம், உள்ளீட்டு சமிக்ஞை 5mV ஆக மாறினால், 2mV பெருக்கப்படாது, இது 20mV வெளியீட்டுப் பிழையை உருவாக்கும்.

MCP604 சுற்று வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தி PT100 வெப்பநிலை கண்டறிதல் op amp

Vo4 = (வின்1 – Vref)*10
I=1mA, Vref=Vo3=1.65V
1.7வி<=வின்<=1.9V, 1.7வி<=V02<=1.9
1.8வி<=Vo1<=2V, op amp நேரியல் பகுதியில் செயல்படுவதை உறுதிசெய்யவும், இது மிகவும் முக்கியமானது
0.5வி<=Vo4<=2.5V, op amp நேரியல் பகுதியில் செயல்படுவதை உறுதிசெய்யவும், அதனால்தான் தொடரில் 50Ω தேவைப்படுகிறது.

உள்ளீட்டு எதிர்ப்பு 1Ω ஆல் மாறும்போது, வாக்கு 10mV ஆக மாறுகிறது. MCP604 இன் உள்ளீடு இழப்பீட்டு மின்னழுத்தம் ± 3mV என்பதால், 0.3333Ω மாற்றம் ஏற்படும் போது, 3.333mV மாற்றம் இருக்கும், மற்றும் கையகப்படுத்தல் உணர்திறன் அதிகமாக உள்ளது.
எப்போது 0<=ரின்<=200Ω உள்ளீடு, ஏனெனில் லூப் 50Ω உடன் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, 50ஓ<=Rx<=250Ω
வின்1 – Vref = Rx*0.001, அலகு ஏ

4. மென்பொருள் அளவுத்திருத்தம்
புதிய பொறியாளர்கள் எப்பொழுதும் மின்தடையங்களின் துல்லியத்தை மேம்படுத்த முயற்சி செய்கிறார்கள், ஆனால் பிழை இன்னும் பெரியது. சில பொறியாளர்கள் வெறுமனே தொடர்ச்சியாக சரிசெய்யக்கூடிய மின்தடையங்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர், அவற்றின் எதிர்ப்பு மதிப்புகளை சரிசெய்யவும், மற்றும் வெளியீடு பரிமாற்ற உறவை சந்திக்க மல்டிமீட்டர்களைப் பயன்படுத்தவும். இந்த துல்லியம் மேம்படுத்தப்பட்டதாகத் தெரிகிறது, ஆனால் அது உற்பத்திக்கு வசதியாக இல்லை, மேலும் PCB வடிவமைப்பின் சிரமமும் அதிகரித்துள்ளது. பிழைத்திருத்தம் செய்தாலும், சரிசெய்தல் திருகு கையால் தொட்டால், அது பிழைகளை ஏற்படுத்தலாம். உற்பத்திக்கு நிலையான மின்தடையங்களைப் பயன்படுத்துவதும், துல்லியமான அளவுத்திருத்தத்தை அடைய மென்பொருளைப் பயன்படுத்துவதும் ஒரே வழி.
1) ரின்=0 போது, மின்னழுத்த மதிப்பைப் படித்து, அதை V50 ஆகப் பதிவுசெய்க. V50 ஐ சேமிக்கவும், இது PT100 எதிர்ப்பு மதிப்பின் மாற்றத்துடன் மாறாது, ஏனெனில் இது நிலையான மின்னோட்ட மூலத்தால் இயக்கப்படுகிறது.
2) பெயரளவு மின்தடையை இணைக்கவும், ரூ=100Ω விடுங்கள், மின்னழுத்த மதிப்பைப் படித்து, அதை V150 ஆகப் பதிவுசெய்க. V150 ஐ சேமிக்கவும், வெப்பநிலை இருக்கும் போது வாசிக்கப்படும் மின்னழுத்த மதிப்பு 0.
3) தற்போதைய பெருக்க காரணியைக் கணக்கிடுங்கள்: ஐயோ = (V150 – V50) / ரூ; என்னைக் காப்பாற்று, அளவுத்திருத்தம் முடிந்தது என்று அர்த்தம்.
4) உள்ளீடு எதிர்ப்பு R ஆக இருக்கும்போது, மின்னழுத்த வாசிப்பு Vo ஆகும், பின்னர் ஆர் = (Vo- V50) / ஐயோ
மேலே உள்ள விளக்கத்தின் மூலம், மென்பொருள் அளவுத்திருத்தம் பெரும் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, வசதியான உற்பத்தி மட்டுமல்ல, ஆனால் அதிக துல்லியம். துல்லியத்தை மேம்படுத்துவதற்காக, வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை பல இடைவெளிகளாக பிரிக்கலாம், தனித்தனியாக அளவீடு செய்யப்பட்டது, மற்றும் பல்வேறு Io பெற முடியும், அதனால் அவுட்புட் லீனியரிட்டி சிறப்பாக இருக்கும். இந்த யோசனைகள் எனது வடிவமைப்பில் பிரதிபலிக்கின்றன.

OP AMP MCP604 சுற்று வடிவமைப்பு

5. வெப்பநிலையைக் கணக்கிடுங்கள்
வெப்பநிலை குறைவாக இருக்கும்போது 0,
R0*C*t^4 – 100R0*C*t^3 + R0*B*t^2 + R0*A*t + R0 – Rt=0
வெப்பநிலை அதிகமாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருக்கும்போது 0, Rt=R0*(1+A*t+B*t*t)
விளக்கம்:
Rt என்பது t℃ இல் உள்ள பிளாட்டினம் மின்தடையின் எதிர்ப்பு மதிப்பு
R0 என்பது 0℃ 100Ω இல் உள்ள பிளாட்டினம் மின்தடையின் எதிர்ப்பு மதிப்பு
A=3.9082×10^-3
பி=-5.80195×10^-7
சி=-4.2735×10^-12

6. Pt100 வெப்பநிலை சென்சார்
Pt100 வெப்பநிலை சென்சார் ஒரு நேர்மறை வெப்பநிலை குணகம் தெர்மிஸ்டர் சென்சார் ஆகும், மற்றும் அதன் முக்கிய தொழில்நுட்ப அளவுருக்கள் பின்வருமாறு:
1) அளவீட்டு வெப்பநிலை வரம்பு: -200℃ ~ +850℃;
2) அனுமதிக்கக்கூடிய விலகல் மதிப்பு Δ℃: கிரேடு A ±(0.15+0.002|டி|), கிரேடு பி ±(0.30+0.005|டி|);
3) குறைந்தபட்ச செருகும் ஆழம்: வெப்ப மின்தடையின் குறைந்தபட்ச செருகும் ஆழம் ≥200mm ஆகும்;
4) அனுமதிக்கப்பட்ட மின்னோட்டம்: < 5எம்.ஏ;
5) Pt100 வெப்பநிலை சென்சார் அதிர்வு எதிர்ப்பின் நன்மைகளையும் கொண்டுள்ளது, நல்ல நிலைத்தன்மை, உயர் துல்லியம், மற்றும் உயர் அழுத்தம். பிளாட்டினம் வெப்ப மின்தடை நல்ல நேர்கோட்டுத்தன்மை கொண்டது. இடையில் மாறும்போது 0 மற்றும் 100 டிகிரி செல்சியஸ், அதிகபட்ச நேரியல் விலகல் 0.5℃ க்கும் குறைவாக உள்ளது;
வெப்பநிலை போது < 0, R0*C*t^4 – 100R0*C*t^3 + R0*B*t^2 + R0*A*t + R0 – Rt=0
வெப்பநிலை ≥ போது 0, Rt= R0*(1+A*t+B*t*t)
மேற்கண்ட உறவின் படி, தோராயமான எதிர்ப்பு வரம்பு: 18Ω~390.3Ω, -197எண் 18Ω ஆகும், 850Ω என்பது 390.3Ω ஆகும்;
விளக்கம்:
Rt என்பது t℃ இல் உள்ள பிளாட்டினம் மின்தடையின் எதிர்ப்பு மதிப்பு, R0 என்பது 0℃ இல் உள்ள பிளாட்டினம் மின்தடையின் எதிர்ப்பு மதிப்பு, 100ஓ
A=3.9082×10^-3, பி=-5.80195×10^-7, சி=-4.2735×10^-12
PT100 பிளாட்டினம் உலோக வெப்பநிலை சென்சார் அறிவுறுத்தல் கையேடு
6) சுற்று வடிவமைப்பு
7) PT100 வெப்பநிலை மற்றும் எதிர்ப்பிற்கு இடையிலான உறவு
PT100 வெப்பநிலை மற்றும் எதிர்ப்பு பின்வரும் சமன்பாட்டை பூர்த்தி செய்கிறது:
வெப்பநிலை ≤0 ஆக இருக்கும்போது, R0*C*t^4 – 100*R0*C*t^3 + R0*B*t^2 + R0*A*t + R0 – Rt=0
வெப்பநிலை ≥0 ஆக இருக்கும்போது, R0*B*t^2 + R0*A*t + R0 – Rt =0

PT100 வெப்பநிலை மற்றும் எதிர்ப்பு ஒப்பீட்டு அட்டவணை

விளக்கம்:
Rt என்பது t℃ இல் உள்ள பிளாட்டினம் மின்தடையின் எதிர்ப்பு மதிப்பு, R0 என்பது 0℃ இல் உள்ள பிளாட்டினம் மின்தடையின் எதிர்ப்பு மதிப்பு, 100ஓ
A=3.9082×10^-3, பி=-5.80195×10^-7, சி=-4.2735×10^-12

1. கணக்கீட்டின் வசதிக்காக, வெப்பநிலை ≤0 ஆக இருக்கும் போது, அனுமதிக்க:
இரட்டை a=R0*C*100000=100*(-4.2735×10^-12)*100000=-4.2735/100000
இரட்டை b=–100*R0*C*100000=-100*100*(-4.2735×10^-12)*100000=4.2735/1000
இரட்டை c= R0*B*100000=100*(-5.80195×10^-7)*100000=-5.80195
இரட்டை d=R0*A*100000=100*(3.9082×10^-3)*100000=39082
இரட்டை இ= (100-Rt)*100000
வெப்பநிலை ≤ போது 0, a*t^4 + b*t^3 + c*t^2 + d*t + இ=0
x3 என்பது PT100 இன் தீர்வு 0℃ க்கும் குறைவாக இருக்கும் போது.

2. கணக்கீட்டின் எளிமைக்காக, வெப்பநிலை அதிகமாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருக்கும்போது 0
இரட்டை a= R0*B*100000=100*(-5.80195×10^-7)*100000=-5.80195
இரட்டை b=R0*A*100000=100*(3.9082×10^-3)*100000=39082
இரட்டை c= (100-Rt)*100000
வெப்பநிலை ≥0 ஆக இருக்கும்போது, a*t^2 + b*t + c =0
t = [ SQRT( b*b – 4*a*c )-பி ] / 2 / அ
19.785Ω -197℃ உடன் ஒத்துள்ளது, திரவ நைட்ரஜனின் வெப்பநிலை
18.486Ω -200℃ உடன் ஒத்துள்ளது
96.085Ω -10℃ க்கு ஒத்துள்ளது
138.505Ω 100℃ ஐ ஒத்துள்ளது
175.845Ω 200℃ ஐ ஒத்துள்ளது
247.045Ω 400℃ ஐ ஒத்துள்ளது