PT100/PT1000 درجہ حرارت کے حصول سرکٹ حل

1. PT100 اور PT1000 درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی جدول
دھات کے تھرمل ریزسٹرس جیسے نکل, درجہ حرارت کے ساتھ مزاحمت میں تبدیلی کے ساتھ تانبے اور پلاٹینم مزاحموں کا مثبت ارتباط ہے. پلاٹینم میں انتہائی مستحکم جسمانی اور کیمیائی خصوصیات ہیں اور یہ سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے. عام طور پر استعمال ہونے والے پلاٹینم ریزسٹر PT100 کی درجہ حرارت کی پیمائش کی حد -200 ～ 850 ℃ ہے. اس کے علاوہ, درجہ حرارت کی پیمائش PT500 کی حدود ہے, PT1000, وغیرہ. یکے بعد دیگرے کم ہیں. PT1000, درجہ حرارت کی پیمائش کی حد -200 ～ 420 ℃. IEC751 بین الاقوامی معیار کے مطابق, پلاٹینم ریزسٹر PT1000 کی درجہ حرارت کی خصوصیات مندرجہ ذیل ضروریات کو پورا کرتی ہیں:

PT1000 درجہ حرارت کی خصوصیت وکر

PT1000 درجہ حرارت کی خصوصیت وکر کے مطابق, عام آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد میں مزاحمت کی خصوصیت کے منحنی خطوط کی ڈھلوان بہت کم تبدیل ہوتی ہے (جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے 1). لکیری فٹنگ کے ذریعے, مزاحمت اور درجہ حرارت کے مابین تقریبا xement رشتہ ہے:

1.1 PT100 درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی جدول

PT100 درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی جدول

1.2 PT1000 درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی جدول

PT1000 درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی جدول

2. عام طور پر حصول سرکٹ حل

2.1 ریزٹر وولٹیج ڈویژن آؤٹ پٹ 0 ~ 3.3V/3V ینالاگ وولٹیج

سنگل چپ AD پورٹ براہ راست حصول
درجہ حرارت کی پیمائش سرکٹ وولٹیج آؤٹ پٹ رینج 0 ~ 3.3V ہے, PT1000 (PT1000 مزاحمت کی قیمت میں بہت زیادہ تبدیلی آتی ہے, درجہ حرارت کی پیمائش کی حساسیت PT100 سے زیادہ ہے; بڑے پیمانے پر درجہ حرارت کی پیمائش کے لئے PT100 زیادہ موزوں ہے).

ریزٹر وولٹیج ڈیوائڈر آؤٹ پٹ 0 ~ 3.3V 3V ینالاگ وولٹیج

آسان ترین طریقہ یہ ہے کہ وولٹیج ڈویژن کا طریقہ استعمال کریں. وولٹیج TL431 وولٹیج ریفرنس سورس چپ کے ذریعہ تیار کردہ وولٹیج ریفرنس سورس 4V ہے, یا ریف 3140 کو ریفرنس ماخذ کے طور پر 4.096V پیدا کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے. ریفرنس سورس چپس میں ریف 3120 بھی شامل ہے, 3125, 3130, 3133, اور 3140. چپ SOT-32 پیکیج اور 5V ان پٹ وولٹیج کا استعمال کرتی ہے. مطلوبہ حوالہ وولٹیج کے مطابق آؤٹ پٹ وولٹیج کا انتخاب کیا جاسکتا ہے. یقینا, ایم سی یو ایڈ پورٹ کی عام وولٹیج ان پٹ رینج کے مطابق, یہ 3V/3.3V سے تجاوز نہیں کرسکتا.

2.2 ریزسٹر وولٹیج ڈویژن آؤٹ پٹ 0 ~ 5V ینالاگ وولٹیج ایم سی یو اشتہار پورٹ براہ راست حصول.
یقینا, کچھ سرکٹس 5V MCU بجلی کی فراہمی کا استعمال کرتے ہیں, اور PT1000 کا زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ موجودہ 0.5MA ہے, لہذا اجزاء کے معمول کے عمل کو یقینی بنانے کے لئے مناسب مزاحمت کی قیمت کا استعمال کیا جانا چاہئے.
مثال کے طور پر, مذکورہ وولٹیج ڈویژن اسکیمیٹک ڈایاگرام میں 3.3V کو 5V کے ساتھ تبدیل کیا گیا ہے. اس کا فائدہ یہ ہے کہ 5V وولٹیج ڈویژن 3.3V سے زیادہ حساس ہے, اور حصول زیادہ درست ہے. یاد رکھیں, نظریاتی حسابی آؤٹ پٹ وولٹیج +5V سے زیادہ نہیں ہوسکتی ہے. ورنہ, اس سے ایم سی یو کو نقصان پہنچے گا.

2.3 پل کی پیمائش سب سے زیادہ استعمال شدہ
R11, R12, R13 اور PT1000 ایک پیمائش پل بنانے کے لئے استعمال ہوتے ہیں, جہاں R11 = R13 = 10K, R12 = 1000R صحت سے متعلق مزاحم. جب PT1000 کی مزاحمت کی قیمت R12 کی مزاحمت کی قیمت کے برابر نہیں ہے, پل ایم وی سطح کے وولٹیج کے فرق سگنل کو آؤٹ پٹ کرے گا. اس وولٹیج کے فرق سگنل کو آلہ یمپلیفائر سرکٹ کے ذریعہ بڑھاوا دیا جاتا ہے اور مطلوبہ وولٹیج سگنل کو آؤٹ پٹ کرتا ہے. اس سگنل کو براہ راست AD کنورژن چپ یا مائکروکنٹرولر کے AD پورٹ سے منسلک کیا جاسکتا ہے.

R11, R12, R13 اور PT1000 پیمائش پل بنانے کے لئے استعمال ہوتے ہیں

اس سرکٹ کی مزاحمت کی پیمائش کا اصول:
1) PT1000 ایک تھرمسٹر ہے. جیسا کہ درجہ حرارت میں تبدیلی آتی ہے, مزاحمت بنیادی طور پر لکیری طور پر تبدیل ہوتی ہے.
2) at 0 ڈگری, PT1000 کی مزاحمت 1KΩ ہے, تب یو بی اور یو اے برابر ہیں, وہ ہے, uba = ub – do = 0.
3) یہ فرض کرتے ہوئے کہ ایک خاص درجہ حرارت پر, PT1000 کی مزاحمت 1.5KΩ ہے, تب یو بی اور یو اے برابر نہیں ہیں. وولٹیج ڈویژن اصول کے مطابق, ہم یہ جان سکتے ہیں کہ uba = ub – کرو > 0.
4) او پی 07 ایک آپریشنل یمپلیفائر ہے, اور اس کی وولٹیج حاصل A بیرونی سرکٹ پر منحصر ہے, جہاں A = R2/R1 = 17.5.
5) OP07 = UBA کا آؤٹ پٹ وولٹیج UO * a. لہذا اگر ہم OP07 کے آؤٹ پٹ وولٹیج کی پیمائش کے لئے وولٹ میٹر کا استعمال کرتے ہیں, ہم UAB کی قدر کا اندازہ لگا سکتے ہیں. چونکہ متحدہ عرب امارات ایک معروف قدر ہے, ہم یو بی کی قدر کا مزید حساب لگاسکتے ہیں. پھر, وولٹیج ڈویژن اصول کا استعمال کرتے ہوئے, ہم PT1000 کی مخصوص مزاحمت کی قیمت کا حساب لگاسکتے ہیں. یہ عمل سافٹ ویئر کے حساب کتاب کے ذریعے حاصل کیا جاسکتا ہے.
6) اگر ہم کسی بھی درجہ حرارت پر PT1000 کی مزاحمت کی قیمت کو جانتے ہیں, ہمیں موجودہ درجہ حرارت کو جاننے کے لئے مزاحمت کی قیمت کی بنیاد پر صرف ٹیبل کو تلاش کرنے کی ضرورت ہے.

2.4 مستقل موجودہ ماخذ
تھرمل ریزسٹر کے خود حرارتی اثر کی وجہ سے, ریزسٹر کے ذریعے بہہ جانے والا موجودہ ہر ممکن حد تک چھوٹا ہونا چاہئے. عام طور پر, توقع ہے کہ موجودہ 10ma سے کم ہوگا. اس بات کی تصدیق کی گئی ہے کہ پلاٹینم ریزسٹر PT100 کی خود گرمی 1 میگاواٹ درجہ حرارت میں 0.02-0.75 ℃ کی تبدیلی کا سبب بنے گا. لہذا, پلاٹینم ریزٹر PT100 کے موجودہ کو کم کرنا اس کے درجہ حرارت میں تبدیلی کو بھی کم کرسکتا ہے. تاہم, اگر موجودہ بہت چھوٹا ہے, یہ شور مداخلت کا شکار ہے, تو قدر عام طور پر ہوتی ہے 0.5-2 ایم اے, لہذا مستقل موجودہ ماخذ موجودہ کو 1MA مستقل موجودہ ماخذ کے طور پر منتخب کیا جاتا ہے.

چپ کو مستقل وولٹیج سورس چپ TL431 کے طور پر منتخب کیا جاتا ہے, اور پھر موجودہ منفی آراء کا استعمال کرتے ہوئے مستقل موجودہ ذریعہ میں تبدیل ہو گیا. سرکٹ کو اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے

ان میں, آپریشنل یمپلیفائر CA3140 موجودہ ماخذ کی بوجھ کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے, اور آؤٹ پٹ موجودہ کے لئے حساب کتاب کا فارمولا ہے:

ریزسٹر ایک ہونا چاہئے 0.1% صحت سے متعلق مزاحم. حتمی آؤٹ پٹ موجودہ 0.996ma ہے, وہ ہے, درستگی ہے 0.4%.

مستقل موجودہ ماخذ سرکٹ میں درج ذیل خصوصیات ہونی چاہئیں

مستقل وولٹیج سورس چپ TL431 منتخب کریں

درجہ حرارت کا استحکام: چونکہ ہمارے درجہ حرارت کی پیمائش کا ماحول 0-100 ہے, موجودہ ماخذ کی پیداوار درجہ حرارت سے حساس نہیں ہونی چاہئے. TL431 میں درجہ حرارت کا ایک انتہائی کم گتانک اور کم درجہ حرارت کا بہاؤ ہے.

اچھا بوجھ کا ضابطہ: اگر موجودہ لہر بہت بڑی ہے, یہ پڑھنے کی غلطیوں کا سبب بنے گا. نظریاتی تجزیہ کے مطابق, چونکہ ان پٹ وولٹیج 100-138.5mV کے درمیان مختلف ہوتی ہے, اور درجہ حرارت کی پیمائش کی حد 0-100 ℃ ہے, درجہ حرارت کی پیمائش کی درستگی ± 1 ڈگری سینٹی گریڈ ہے, لہذا آؤٹ پٹ وولٹیج کو محیطی درجہ حرارت میں ہر 1 ℃ اضافے کے لئے 38.5/100 = 0.385mV سے تبدیل ہونا چاہئے. اس بات کو یقینی بنانے کے لئے کہ موجودہ اتار چڑھاؤ درستگی کو متاثر نہیں کرتا ہے, انتہائی انتہائی کیس پر غور کریں, at 100 ڈگری سیلسیس, PT100 کی مزاحمت کی قیمت 138.5r ہونی چاہئے. پھر موجودہ لہر 0.385/138.5 = 0.000278MA سے کم ہونی چاہئے, وہ ہے, بوجھ کی تبدیلی کے دوران موجودہ تبدیلی 0.000278MA سے کم ہونی چاہئے. اصل تخروپن میں, موجودہ ذریعہ بنیادی طور پر کوئی تبدیلی نہیں ہے.
3. AD623 حصول سرکٹ حل

AD623 حصول PT1000 سرکٹ حل

اصول مذکورہ بالا پل کی پیمائش کے اصول کا حوالہ دے سکتا ہے.
کم درجہ حرارت کا حصول:

اعلی درجہ حرارت کا حصول

4. AD620 حصول سرکٹ حل

AD620 PT100 حصول حل

AD620 PT100 حصول حل اعلی درجہ حرارت (150°):

AD620 PT100 حصول حل کم درجہ حرارت (-40°):

AD620 PT100 حصول حل کمرے کا درجہ حرارت (20°):

5. PT100 اور PT1000 اینٹی مداخلت فلٹرنگ تجزیہ

کچھ پیچیدہ میں درجہ حرارت کا حصول, سخت یا خصوصی ماحول بڑی مداخلت کے تابع ہوں گے, بنیادی طور پر EMI اور REI سمیت.

مثال کے طور پر, موٹر درجہ حرارت کے حصول کے اطلاق میں, موٹر کنٹرول اور موٹر کی تیز رفتار گردش اعلی تعدد میں رکاوٹ کا سبب بنتی ہے.

ہوا بازی اور ایرو اسپیس گاڑیوں کے اندر درجہ حرارت پر قابو پانے کے منظرنامے کی ایک بڑی تعداد بھی موجود ہے, جو بجلی کے نظام اور ماحولیاتی کنٹرول سسٹم کی پیمائش اور کنٹرول کرتے ہیں. درجہ حرارت پر قابو پانے کا بنیادی درجہ حرارت کی پیمائش ہے. چونکہ تھرمسٹر کی مزاحمت درجہ حرارت کے ساتھ خطی طور پر تبدیل ہوسکتی ہے, درجہ حرارت کی پیمائش کے لئے پلاٹینم مزاحمت کا استعمال ایک اعلی صحت سے متعلق درجہ حرارت کی پیمائش کا ایک موثر طریقہ ہے. اہم مسائل مندرجہ ذیل ہیں:
1. لیڈ تار پر مزاحمت آسانی سے متعارف کروائی جاتی ہے, اس طرح سینسر کی پیمائش کی درستگی کو متاثر کرنا;
2. کچھ مضبوط برقی مقناطیسی مداخلت کے ماحول میں, مداخلت کو آلہ یمپلیفائر کے ذریعہ اصلاح کے بعد ڈی سی آؤٹ پٹ میں تبدیل کیا جاسکتا ہے
آفسیٹ غلطی, پیمائش کی درستگی کو متاثر کرنا.
5.1 ایرو اسپیس ایئر بورن PT1000 حصول سرکٹ

ایرو اسپیس ایئر بورن PT1000 حصول سرکٹ

کسی خاص ہوابازی میں اینٹی الیکٹرو میگنیٹک مداخلت کے لئے ایئر بورن PT1000 حصول سرکٹ کے ڈیزائن کا حوالہ دیں.

حصول سرکٹ کے بیرونی آخر میں ایک فلٹر سیٹ کیا جاتا ہے. PT1000 حصول پری پروسیسنگ سرکٹ ہوائی جہاز کے الیکٹرانک آلات انٹرفیس کی اینٹی الیکٹروگینیٹک مداخلت پری پروسیسنگ کے لئے موزوں ہے۔;
مخصوص سرکٹ ہے:
+15V ان پٹ وولٹیج کو وولٹیج ریگولیٹر کے ذریعہ +5V اعلی صحت سے متعلق وولٹیج ماخذ میں تبدیل کیا جاتا ہے, اور +5V اعلی صحت سے متعلق وولٹیج ماخذ براہ راست ریزسٹر R1 سے منسلک ہے.
ریزسٹر R1 کے دوسرے سرے کو دو راستوں میں تقسیم کیا گیا ہے, ایک اوپی امپ کے ان پٹ ان پٹ سے منسلک, اور دوسرا PT1000 ریزسٹر سے منسلک T-TYPE فلٹر S1 کے ذریعے اختتام پذیر. او پی اے ایم پی کی آؤٹ پٹ وولٹیج پیروکار کی تشکیل کے لئے الٹا ان پٹ سے منسلک ہے, اور الٹا ان پٹ وولٹیج ریگولیٹر کے گراؤنڈ پورٹ سے منسلک ہوتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ فیز ان پٹ میں وولٹیج ہمیشہ صفر ہے. S2 فلٹر سے گزرنے کے بعد, PT1000 ریزسٹر کے ایک سرے A کو دو راستوں میں تقسیم کیا گیا ہے, ایک راستہ ریزٹر R4 کے ذریعہ تفریق وولٹیج ان پٹ ٹرمینل D کے طور پر استعمال ہوتا ہے, اور دوسرا راستہ ریزٹر آر 2 کے ذریعہ اگینڈ سے منسلک ہے. S3 فلٹر سے گزرنے کے بعد, PT1000 ریزسٹر کا دوسرا اختتام B دو راستوں میں تقسیم ہے, ایک راستہ ریزٹر R5 کے ذریعے تفریق وولٹیج ان پٹ ٹرمینل E کے طور پر استعمال ہوتا ہے, اور دوسرا راستہ ریزٹر R3 کے ذریعے AgND سے منسلک ہے. D اور E کیپسیٹر C3 کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں, D کیپسیٹر C1 کے ذریعے AgND سے منسلک ہے, اور E کاپیسیٹر C2 کے ذریعے AgND سے منسلک ہے; PT1000 کی عین مطابق مزاحمت کی قیمت کا حساب D اور E کے مابین تفریق وولٹیج کی پیمائش کرکے کیا جاسکتا ہے.

+15V ان پٹ وولٹیج کو وولٹیج ریگولیٹر کے ذریعہ +5V اعلی صحت سے متعلق وولٹیج ماخذ میں تبدیل کیا جاتا ہے. +5V براہ راست R1 سے منسلک ہے. R1 کے دوسرے سرے کو دو راستوں میں تقسیم کیا گیا ہے, ایک او پی اے ایم پی کے ان پٹ ان پٹ ٹرمینل سے منسلک ہے, اور دوسرا PT1000 ریزٹر A سے T-TYPE فلٹر S1 کے ذریعے منسلک ہے. او پی اے ایم پی کی آؤٹ پٹ وولٹیج پیروکار کی تشکیل کے لئے الٹا ان پٹ سے منسلک ہے, اور الٹا ان پٹ وولٹیج ریگولیٹر کے گراؤنڈ پورٹ سے منسلک ہوتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ الٹا ان پٹ میں وولٹیج ہمیشہ صفر ہوتا ہے. اس وقت, R1 کے ذریعے بہہ جانے والا موجودہ ایک مستقل 0.5ma ہے. وولٹیج ریگولیٹر AD586TQ/883B استعمال کرتا ہے, اور او پی اے ایم پی او پی 467 اے استعمال کرتا ہے.

S2 فلٹر سے گزرنے کے بعد, PT1000 ریزسٹر کے ایک سرے A کو دو راستوں میں تقسیم کیا گیا ہے, ایک ریزٹر R4 کے ذریعے تفریق وولٹیج ان پٹ اینڈ ڈی کے طور پر, اور ایک ریزٹر R2 کے ذریعے Agnd سے; S3 فلٹر سے گزرنے کے بعد, PT1000 ریزسٹر کا دوسرا اختتام B دو راستوں میں تقسیم ہے, ایک ریزٹر R5 کے ذریعے ایک تفریق وولٹیج ان پٹ اینڈ ای کے طور پر, اور ایک ریزسٹر R3 کے ذریعے Agnd سے. D اور E کیپسیٹر C3 کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں, D کیپسیٹر C1 کے ذریعے AgND سے منسلک ہے, اور E کاپیسیٹر C2 کے ذریعے AgND سے منسلک ہے.
R4 اور R5 کی مزاحمت 4.02K OHMS ہے, R1 اور R2 کی مزاحمت 1M OHMS ہے, C1 اور C2 کی گنجائش 1000pf ہے, اور C3 کی گنجائش 0.047UF ہے. R4, R5, C1, c2, اور C3 ایک ساتھ ایک RFI فلٹر نیٹ ورک تشکیل دیتے ہیں, جو ان پٹ سگنل کی کم پاس فلٹرنگ مکمل کرتا ہے, اور فلٹر کرنے والی اشیاء میں ان پٹ ڈفورل سگنل میں مختلف وضع کی مداخلت اور عام وضع مداخلت شامل ہے۔. ان پٹ سگنل میں کی جانے والی مشترکہ موڈ مداخلت اور تفریق موڈ مداخلت کی —3DB کٹ آف فریکوئنسی کا حساب کتاب فارمولے میں دکھایا گیا ہے۔:

مزاحمت کی قیمت کو حساب کتاب میں تبدیل کرنا, عام موڈ کٹ آف فریکوئنسی 40 کلو ہرٹز ہے, اور تفریق موڈ کٹ آف فریکوئنسی 2.6 کلو ہرٹز ہے.
اینڈ پوائنٹ بی S4 فلٹر کے ذریعے AgND سے منسلک ہے. ان میں, S1 سے S4 تک فلٹر گراؤنڈ ٹرمینلز سبھی ہوائی جہاز کی بچت کے گراؤنڈ سے جڑے ہوئے ہیں. چونکہ موجودہ PT1000 کے ذریعے بہہ رہا ہے ایک مشہور 0.05ma ہے, PT1000 کی عین مطابق مزاحمت کی قیمت کا حساب D اور E کے دونوں سروں پر تفریق وولٹیج کی پیمائش کرکے کیا جاسکتا ہے۔.
S1 سے S4 T-قسم کے فلٹرز کا استعمال کریں, ماڈل GTL2012X - 103T801, 1m ± 20 ٪ کی کٹ آف فریکوئنسی کے ساتھ. یہ سرکٹ بیرونی انٹرفیس لائنوں میں کم پاس فلٹرز متعارف کراتا ہے اور امتیازی وولٹیج پر آر ایف آئی فلٹرنگ کرتا ہے. PT1000 کے لئے پری پروسیسنگ سرکٹ کے طور پر, یہ برقی مقناطیسی اور آر ایف آئی تابکاری مداخلت کو مؤثر طریقے سے ختم کرتا ہے, جو جمع شدہ اقدار کی وشوسنییتا کو بہت بہتر بناتا ہے. اس کے علاوہ, وولٹیج کو براہ راست PT1000 ریزسٹر کے دونوں سروں سے ماپا جاتا ہے, لیڈ مزاحمت کی وجہ سے ہونے والی غلطی کو ختم کرنا اور مزاحمت کی قیمت کی درستگی کو بہتر بنانا.

5.2 ٹی ٹائپ فلٹر
ٹی ٹائپ فلٹر دو انڈکٹرز اور کیپسیٹرز پر مشتمل ہے. اس کے دونوں سروں میں زیادہ رکاوٹ ہے, اور اس کے اضافے کی کارکردگی π قسم کے فلٹر کی طرح ہے, لیکن یہ خطرہ نہیں ہے “بج رہا ہے” اور سرکٹس کو سوئچ کرنے میں استعمال کیا جاسکتا ہے.