3-PT100 కోసం వైర్ కొలత పరిష్కారం (Rtd) సెన్సార్

PT100 కోసం 3-వైర్ కొలత పథకం యొక్క LTSస్పైస్ అనుకరణ (Rtd) సెన్సార్: Pt100 అనేది థర్మల్ రెసిస్టర్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్, పూర్తి పేరు ప్లాటినం రెసిస్టర్ 100 ఓంలు. ఇది స్వచ్ఛమైన ప్లాటినంతో తయారు చేయబడింది, మరియు ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు దాని నిరోధక విలువ ఒక నిర్దిష్ట నిష్పత్తిలో సరళంగా పెరుగుతుంది.

Pt100, ప్లాటినం థర్మల్ రెసిస్టర్ పూర్తి పేరు, ప్లాటినంతో తయారు చేయబడిన రెసిస్టివ్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ (Pt), మరియు దాని నిరోధక విలువ ఉష్ణోగ్రతతో మారుతుంది. ది 100 PT తర్వాత దాని నిరోధక విలువ అని అర్థం 100 0℃ వద్ద ఓం, మరియు దాని ప్రతిఘటన విలువ సుమారుగా ఉంటుంది 138.5 100℃ వద్ద ఓం. ఇది అధిక ఖచ్చితత్వం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంది, మంచి స్థిరత్వం, బలమైన వ్యతిరేక జోక్య సామర్థ్యం, మరియు దాని నిరోధకత మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పు మధ్య సంబంధం: R=R0(1+αT), ఇక్కడ α =0.00392, రో 100Ω (0℃ వద్ద ప్రతిఘటన విలువ), మరియు T అనేది సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత.

PT100 ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత సంబంధిత మార్పు పట్టిక

2. pt100 రెసిస్టర్‌ని దిగుమతి చేయండి
LTspice కాంపోనెంట్ లైబ్రరీలో pt100 లేదు కాబట్టి, మనం pt100ని మాన్యువల్‌గా దిగుమతి చేసుకోవాలి. pt100 యొక్క మసాలా ఫైల్ కనుగొనబడలేదు కాబట్టి, మేము ఇక్కడ స్లైడింగ్ రెసిస్టర్‌ను ప్రత్యామ్నాయంగా దిగుమతి చేస్తాము. స్లైడింగ్ రెసిస్టర్‌ను దిగుమతి చేయడానికి, మీరు LTspice ఇన్‌స్టాలేషన్ డైరెక్టరీలో క్రింది మూడు ఫైల్‌లను జోడించాలి. మూడు ఫైళ్లను కాపీ చేయండి (asc, asy మరియు lib) విడిగా, ప్రతిదానికి ఫైల్‌లను సృష్టించండి, చివరకు వాటిని LTSspice ఇన్‌స్టాలేషన్ యొక్క సంబంధిత ప్రదేశంలో ఉంచండి. ఇతర స్కీమాటిక్స్‌తో ascని ఉంచండి, లిబ్ కింద అసిని సిమ్‌లో ఉంచండి, మరియు lib కింద sub లో lib ఉంచండి. జోడించిన తర్వాత, మీరు LTSpiceలోని కాంపోనెంట్‌లో పొటెన్షియోమీటర్‌ని చూడవచ్చు. ఈ పొటెన్షియోమీటర్ అవసరమైన స్లైడింగ్ రెసిస్టర్.

potentiometer_test.asc

వెర్షన్ 4
షీట్ 1 880 680
వైర్ 272 48 0 48
వైర్ 528 48 272 48
వైర్ 272 80 272 48
వైర్ 528 80 528 48
వైర్ 0 96 0 48
వైర్ 0 192 0 176
వైర్ 272 208 272 176
వైర్ 528 208 528 176
జెండా 272 208 0
జెండా 0 192 0
జెండా 320 128 అవుట్1
జెండా 528 208 0
జెండా 576 128 అవుట్2
SYMBOL వోల్టేజ్ 0 80 R0
SYMATTR ఇన్‌స్ట్‌నేమ్ V1
SYMATTR విలువ 10
SYMBOL పొటెన్షియోమీటర్ 272 176 M0
SYMATTR InstName U1
SYMATTR SpiceLine2 వైపర్=0.2
SYMBOL పొటెన్షియోమీటర్ 528 176 M0
SYMATTR InstName U2
SYMATTR స్పైస్‌లైన్ R=1
SYMATTR SpiceLine2 వైపర్=0.8
TEXT 140 228 ఎడమ 2 !.op

potentiometer.asy

వెర్షన్ 4
చిహ్నం రకం బ్లాక్
LINE సాధారణ 16 -31 -15 -16
LINE సాధారణ -16 -48 16 -31
LINE సాధారణ 16 -64 -16 -48
LINE సాధారణ 1 -9 -15 -16
LINE సాధారణ 1 0 1 -9
LINE సాధారణ 1 -94 1 -87
LINE సాధారణ -24 -56 -16 -48
LINE సాధారణ -24 -40 -15 -48
LINE సాధారణ -47 -48 -15 -48
LINE సాధారణ -16 -80 16 -64
LINE సాధారణ 1 -87 -16 -80
విండో 0 30 -90 ఎడమ 2
విండో 39 30 -50 ఎడమ 2
విండో 40 31 -23 ఎడమ 2
SYMATTR ఉపసర్గ X
SYMATTR ModelFile potentiometer.lib
SYMATTR స్పైస్‌లైన్ R=1k
SYMATTR SpiceLine2 వైపర్=0.5
SYMATTR విలువ2 పొటెన్షియోమీటర్
పిన్ 0 -96 కాదు 8
PINATTR పిన్ పేరు 1
PINATTR స్పైస్ ఆర్డర్ 1
పిన్ 0 0 కాదు 8
PINATTR పిన్ పేరు 2
PINATTR స్పైస్ ఆర్డర్ 2
పిన్ -48 -48 కాదు 8
PINATTR పిన్ పేరు 3
PINATTR స్పైస్ ఆర్డర్ 3

పొటెన్షియోమీటర్.lib

* ఇది పొటెన్షియోమీటర్
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.SUBCKT పొటెన్షియోమీటర్ 1 2 3
.పరం w=పరిమితి(వైపర్,1m,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.ముగుస్తుంది

3. PT100 నిరోధకతను కొలవడానికి వీట్‌స్టోన్ వంతెన

వీట్‌స్టోన్ బ్రిడ్జ్ కనెక్షన్ మరియు LTspice సిమ్యులేషన్ మోడల్

సింగిల్ ఆర్మ్ బ్రిడ్జ్ లేదా వీట్‌స్టోన్ సర్క్యూట్

వీట్‌స్టోన్ బ్రిడ్జ్ కనెక్షన్ మరియు LTspice సిమ్యులేషన్ మోడల్:
వంతెన సమతుల్యంగా ఉన్నప్పుడు, వోల్టేజ్ మీటర్ కొలత విలువ eq?%5CbigtriangleupU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

దీని నుండి, అని ఊహించవచ్చు: Rt/R3=R2/R4

అంటే: Rt*R4=R2*R3

ఈ విధంగా ప్రతిఘటన కొలత ఫలితం వోల్టేజ్ మీటర్ యొక్క ఖచ్చితత్వంతో ఏమీ లేదు, ప్రతిఘటన యొక్క ఖచ్చితత్వం, మరియు ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్. ఇది కాలక్రమేణా విద్యుత్ సరఫరా యొక్క మార్పు వలన ఏర్పడే లోపాన్ని నివారిస్తుంది, మరియు అమ్మీటర్ వోల్టేజ్ డివిజన్ సమస్యను నివారిస్తుంది, వోల్టేజ్ మీటర్ షంట్, మరియు చాలా వైర్ వోల్టేజ్ విభజన.

PT100 యొక్క వివిధ కొలత పద్ధతులు:

P థర్మల్ రెసిస్టర్ యొక్క అనేక ప్రముఖ పద్ధతులు

సైట్‌లో కొలవవలసిన ఉష్ణోగ్రత పాయింట్ పరికరం నుండి దూరంగా ఉన్నప్పుడు, థర్మల్ రెసిస్టర్‌ను లీడ్ వైర్‌తో కనెక్ట్ చేయడం అవసరం. ప్రధాన నిరోధకత r. రెండు-వైర్ వ్యవస్థ గణన సమయంలో వైర్ నిరోధకత వలన ఏర్పడే లోపాన్ని నివారించదు, మరియు కొలిచిన వాస్తవ ప్రతిఘటన విలువ తక్కువగా ఉంటుంది.

థర్మల్ రెసిస్టర్ ప్లస్ లీడ్ వైర్ యొక్క నిరోధకత r

లోపాన్ని భర్తీ చేయడానికి, నాలుగు-వైర్ కనెక్షన్ ప్రవేశపెట్టబడింది. Rt 2r పెరిగినప్పుడు, R2 కూడా 2r పెరుగుతుంది. తీగ ఎంత పొడవుగా ఉన్నా, వంతెనను సమతుల్యం చేయవచ్చు. నాలుగు వైర్లు గీయాలి. పాయింట్లు p మరియు q వద్ద వోల్టేజీలు సమానంగా ఉంటాయి కాబట్టి, అవి ఒక బిందువుకు సమానం కావచ్చు, ఇది మూడు-వైర్ కనెక్షన్ పద్ధతి, అంటే, ఈ ప్రయోగంలో మూడు-వైర్ కనెక్షన్ పద్ధతిని అనుకరించారు. ఆచరణలో, మూడు-వైర్ కూడా ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు ఖచ్చితత్వం రెండింటినీ పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది.

4. మూడు-వైర్ కొలత LTSస్పైస్ అనుకరణ

3-వైర్ కొలత, మరియు అవుట్‌పుట్ వద్ద op amp సర్క్యూట్‌ను కనెక్ట్ చేయండి

ఈ ప్రయోగం మూడు-వైర్ కొలతను ఉపయోగిస్తుంది, మరియు సులభంగా కొలత కోసం అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌ను విస్తరించేందుకు op amp సర్క్యూట్‌ను అవుట్‌పుట్ భాగానికి కలుపుతుంది.
Uo= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

అంటే, V1=(Uo+20*V2)/20

రెసిస్టర్ వోల్టేజ్ డివిజన్ ప్రకారం:

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

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

ఈ అనుకరణ యొక్క ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ 3V. గణన తర్వాత, V2≈108.434mV
V1=(Uo+2168.68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
కాబట్టి: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt అనేది PT100 యొక్క సంబంధిత ప్రతిఘటన విలువ. పట్టికను చూడటం ద్వారా సంబంధిత ఉష్ణోగ్రత విలువను పొందవచ్చు.
స్లైడింగ్ రియోస్టాట్ యొక్క ప్రతిఘటనను సెట్ చేయండి (Rt) కు 130.6 యొక్క ఉష్ణోగ్రత కోసం ఓంలు 78 డిగ్రీల సెల్సియస్, V1 చదవండి, V2, మరియు Uo Rt లెక్కించేందుకు.

Rt అనేది PT100 యొక్క సంబంధిత ప్రతిఘటన విలువ, సంబంధిత ఉష్ణోగ్రత విలువ

V1 దాదాపు 182.82mV, V2 దాదాపు 118.46mV, మరియు U0 దాదాపు 1.39V. లెక్కించిన Rpt సుమారు 129.78V. ఉష్ణోగ్రత రీడ్ అని టేబుల్ చూపిస్తుంది 76 డిగ్రీల సెల్సియస్, దగ్గరగా ఉన్నది.

స్లైడింగ్ రియోస్టాట్ యొక్క ప్రతిఘటనను సెట్ చేయండి (Rt) కు 200.05 యొక్క ఉష్ణోగ్రత కోసం ఓంలు 266.5 డిగ్రీల సెల్సియస్, V1 చదవండి, V2, మరియు Uo Rt లెక్కించేందుకు.

V1 దాదాపు 270.45mV, V2 దాదాపు 118.46mV, మరియు U0 దాదాపు 3.0257V. లెక్కించిన Rpt సుమారు 198.16V, మరియు లోపం విలువ సుమారుగా ఉంటుంది 1%. ఉష్ణోగ్రత రీడ్ అని టేబుల్ చూపిస్తుంది 261.3 డిగ్రీల సెల్సియస్, గురించి లోపంతో 1%.

మూడు-వైర్ PT100 యొక్క ఉష్ణోగ్రత కొలత సూత్రం ప్రధానంగా వంతెన పద్ధతిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కొలత సర్క్యూట్ సాధారణంగా అసమతుల్య వంతెన, మరియు PT100 వంతెన యొక్క బ్రిడ్జ్ ఆర్మ్ రెసిస్టర్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. PT100 ద్వారా కరెంట్ వెళుతున్నప్పుడు, దాని నిరోధక విలువలో మార్పు వంతెన యొక్క అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌లో మార్పుకు కారణమవుతుంది. ఈ అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ని కొలవడం ద్వారా, PT100 యొక్క ప్రతిఘటన విలువను లెక్కించవచ్చు, ఆపై కొలిచిన ఉష్ణోగ్రత పొందవచ్చు.
ప్రధాన నిరోధకత యొక్క ప్రభావాన్ని తొలగించడానికి, మూడు-వైర్ PT100 ఒక ప్రత్యేక డిజైన్‌ను స్వీకరించింది, వంతెన యొక్క విద్యుత్ సరఫరా ముగింపుకు ఒక తీగను కలుపుతోంది, మరియు ఇతర రెండు వైర్లు PT100 ఉన్న వంతెన చేతికి మరియు దాని ప్రక్కనే ఉన్న వంతెన చేతికి అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. ఈ విధంగా, రెండు వంతెన చేతులు ఒకే ప్రతిఘటన విలువ యొక్క ప్రధాన నిరోధకతలను పరిచయం చేస్తాయి, తద్వారా వంతెన సమతుల్య స్థితిలో ఉంటుంది. అందువల్ల, సీసం నిరోధకతలో మార్పు కొలత ఫలితంపై ప్రభావం చూపదు. అయితే, వాస్తవ కొలతలో పరికరాల వంటి ప్రభావాలు ఇప్పటికీ ఉంటాయి. కొలిచిన ప్రతిఘటన విలువ ఖచ్చితమైనది కాదు. ఈ లోపాన్ని తొలగించడానికి, చదివేటప్పుడు కొంత పరిహారం జోడించవచ్చు.