3-Langan mittausratkaisu PT100:lle (RTD) Anturi

PT100: n 3-johtiman mittauskaavion LTSpice-simulointi (RTD) anturi: PT100 on lämpövastuksen lämpötila -anturi, Koko nimi on platinavastus 100 ohmia. Se on valmistettu puhtaasta platinasta, ja sen vastusarvo kasvaa lineaarisesti tietyssä osassa, kun lämpötila muuttuu.

PT100, platinalämpövastuksen koko nimi, on platinasta valmistettu resistiivinen lämpötila-anturi (Pt), ja sen vastusarvo muuttuu lämpötilan mukaan. The 100 PT:n jälkeen tarkoittaa, että sen vastusarvo on 100 ohmia 0℃:ssa, ja sen vastusarvo on noin 138.5 ohmia 100 asteessa. Sillä on suuren tarkkuuden ominaisuudet, hyvä vakaus, vahva häiriöntorjuntakyky, ja sen vastus- ja lämpötilan muutoksen välinen suhde on: R = R0(1+αt), missä α = 0,00392, Ro on 100Ω (Kestävyysarvo 0 ℃), ja t on Celsius -lämpötila.

PT100 Lämpötilankestävyys vastaava muutostaulukko

2. Tuo PT100 -vastus
Koska LTSpice -komponenttikirjastossa ei ole PT100, Meidän on tuotava PT100 manuaalisesti. Koska PT100: n maustetiedostoa ei löydy, Tuotamme liukuvastuksen täältä korvikkeena. Liukuvan vastuksen tuomiseksi, Sinun on lisättävä seuraavat kolme tiedostoa LTSPICE -asennushakemistoon. Kopioi kolme tiedostoa (ASC, ASY ja Lib) erikseen, Luo tiedostoja jokaiselle, ja laita ne lopulta LTSpice -asennuksen vastaavaan sijaintiin. Laita ASC muiden kaavioiden kanssa, Laita Asy Sym: ään Libin alla, ja laita lib alaan libin alla. Lisäämisen jälkeen, Voit nähdä potentiometrin komponentissa LTSpicessä. Tämä potentiometri on vaadittu liukuvastus.

potentiometer_test.asc

Versio 4
Arkki 1 880 680
Langa 272 48 0 48
Langa 528 48 272 48
Langa 272 80 272 48
Langa 528 80 528 48
Langa 0 96 0 48
Langa 0 192 0 176
Langa 272 208 272 176
Langa 528 208 528 176
LIPPU 272 208 0
LIPPU 0 192 0
LIPPU 320 128 out1
LIPPU 528 208 0
LIPPU 576 128 OUT2
Symbolijännite 0 80 R0
Symattr Instname v1
Symattr -arvo 10
Symbolipotentiometri 272 176 M0
Symattr Instname U1
Symattr Spiceline2 -pyyhin = 0,2
Symbolipotentiometri 528 176 M0
Symattr Instname U2
Symatr Spiceline r = 1
Symattr Spiceline2 -pyyhin = 0,8
TEKSTI 140 228 Vasen 2 !.oppi

potentiometri.asy

Versio 4
SymbolType -lohko
Linja normaali 16 -31 -15 -16
Linja normaali -16 -48 16 -31
Linja normaali 16 -64 -16 -48
Linja normaali 1 -9 -15 -16
Linja normaali 1 0 1 -9
Linja normaali 1 -94 1 -87
Linja normaali -24 -56 -16 -48
Linja normaali -24 -40 -15 -48
Linja normaali -47 -48 -15 -48
Linja normaali -16 -80 16 -64
Linja normaali 1 -87 -16 -80
IKKUNA 0 30 -90 Vasen 2
IKKUNA 39 30 -50 Vasen 2
IKKUNA 40 31 -23 Vasen 2
Symattr -etuliite X
Symattr modelfile potentiometri.lib
Symattr Spiceline R = 1K
Symatr Spiceline2 -pyyhin = 0,5
Symattr arvo2 potentiometri
Nasta 0 -96 Ei yhtään 8
Pinattr -pinnimi 1
Pinattr Spiceorder 1
Nasta 0 0 Ei yhtään 8
Pinattr -pinnimi 2
Pinattr Spiceorder 2
Nasta -48 -48 Ei yhtään 8
Pinattr -pinnimi 3
Pinattr Spiceorder 3

potentiometri.lib

* Tämä on potentiometri
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.Subckt potentiometri 1 2 3
.Param W = raja(pyyhin,1m,.999)
R0 1 3 {R*(1-W -W -)}
R1 3 2 {R*(W -W -)}
.Päättyy

3. Wheatstone -silta PT100 -resistanssin mittaamiseksi

Wheatstonen siltaliitäntä ja LTspice-simulaatiomalli

Yhden käsivarren silta tai vehtiskipiiri

Wheatstonen siltaliitäntä ja LTspice-simulaatiomalli:
Kun silta on tasapainossa, Jännitimittarin mittausarvo EQ?%5CbigtriangleUpu = 0

I1*rt = i2*r2

I1*r3 = i2*r4

Tästä, se voidaan päätellä: RT/R3 = R2/R4

Se on: RT*R4 = R2*R3

Resistenssin mittaustuloksella tällä tavalla ei ole mitään tekemistä jännitimittarin tarkkuuden kanssa, Vastuksen tarkkuus, ja elektromotiivivoima. Se välttää virtalähteen muutoksen aiheuttaman virheen ajan myötä, ja välttää ampeerimijännitteen jakautumisen ongelman, jännitimittari, Ja liian monta lankajänniteosastoa.

PT100: n erilaiset mittausmenetelmät:

Useita johtavia P -lämpövastuksen menetelmiä

Kun paikan päällä mitattava lämpötilapiste on kaukana instrumentista, Lämpövastus on tarpeen kytkeä lyijyjohdolla. Lyijyvastus on r. Kahden johdantojärjestelmä ei voi välttää johdinvastuksen aiheuttamaa virhettä laskennan aikana, ja mitattu todellinen vastusarvo on pienempi.

Lämpövastuksen vastus sekä lyijylanka on r

Virheen korvaamiseksi, Neljytkinen yhteys otetaan käyttöön. Kun RT kasvaa 2R: llä, R2 kasvaa myös 2R: llä. Riippumatta siitä, kuinka kauan lanka on, Silta voi olla tasapainossa. Neljä johtoa on piirrettävä. Koska kohdissa P ja Q jännitteet ovat yhtä suuret, Ne voivat olla yhtä pisteitä, joka on kolmen johtiminen yhteysmenetelmä, eli, Tässä kokeessa simuloitu kolmen johtiminen yhteysmenetelmä. Käytännössä, Kolme johtoa käytetään myös enimmäkseen, ottaen huomioon sekä talouden että tarkkuuden.

4. Kolmen johdin mittaus LTSpice-simulaatio

3-langan mittaus, ja kytke OP AMP -piiri lähdössä

Tämä koe käyttää kolmen johdin mittausta, ja yhdistää OP AMP -piirin lähtöosaan lisäämään lähtösignaalia helppoa mittausta varten.
UO = (V1-V2)*(R17/R15)= 20*(V1-V2)

Se on, V1 =(Uo+20*v2)/20

Vastusjänniteosaston mukaan:

V1 = vs*(RT/(R2+RT))

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

Tämän simulaation tulojännite on 3 V. Laskelman jälkeen, V2≈108.434MV
V1 =(UO+2168.68)/20
V1 = rt/(R7+RPT) *3000
Niin: RT = 2000V1/(3000-V1)
RT on PT100: n vastaava vastusarvo. Vastaava lämpötilan arvo voidaan saada etsimällä taulukkoa.
Aseta liukuvan reostaatin vastus (Rt) kohtaan 130.6 ohmia 78 celsiusastetta, Lue v1, V2, ja UO RT: n laskemiseksi.

RT on PT100: n vastaava vastusarvo, Vastaava lämpötilasarvo

V1 on noin 182,82mV, V2 on noin 118,46mV, ja U0 on noin 1,39 V. Laskettu RPT on noin 129,78 V. Taulukko osoittaa, että lämpötilan luettu on 76 celsiusastetta, joka on lähellä.

Aseta liukuvan reostaatin vastus (Rt) kohtaan 200.05 ohmia 266.5 celsiusastetta, Lue v1, V2, ja UO RT: n laskemiseksi.

V1 on noin 270,45 mV, V2 on noin 118,46mV, ja U0 on noin 3,0257 V. Laskettu RPT on noin 198,16 V, ja virhearvo on noin 1%. Taulukko osoittaa, että lämpötilan luettu on 261.3 celsiusastetta, noin virheellä 1%.

Kolmen johdin PT100: n lämpötilan mittausperiaate perustuu pääasiassa siltamenetelmään. Mittauspiiri on yleensä epätasapainoinen silta, ja PT100: ta käytetään sillan sillan käsivarren vastuksena. Kun virta kulkee PT100: n läpi, Sen vastusarvon muutos aiheuttaa sillan lähtöjännitteen muutoksen. Mittaamalla tämä lähtöjännite, PT100: n vastusarvo voidaan laskea, ja sitten mitattu lämpötila voidaan saada.
Lyijäresistenssin vaikutuksen poistamiseksi, Kolmen johdin PT100 omaksuu erityisen suunnittelun, Yhden johtimen kytkeminen sillan virtalähteen päähän, ja kaksi muuta johtoa on kytketty siltavarteen, jossa PT100 sijaitsee ja sen vieressä oleva siltavarsi. Tällä tavalla, Molemmat siltavarret tuovat saman resistanssin arvon lyijyvastukset, niin, että silta on tasapainoisessa tilassa. Siksi, Lyijyvastuksen muutoksella ei ole vaikutusta mittaustulokseen. kuitenkin, Todellisessa mittauksessa on edelleen vaikutuksia, kuten laitteet. Mitattu vastusarvo ei ole tarkka. Tämän virheen poistamiseksi, Joitakin korvauksia voidaan lisätä lukemisen yhteydessä.