3-Soluzione per la misurazione dei cavi per PT100 (RST) Sensore

Simulazione LTSpice dello schema di misura a 3 fili per PT100 (RST) sensore: Pt100 è un sensore di temperatura del resistore termico, il nome completo è resistore al platino 100 ohm. È realizzato in platino puro, e il suo valore di resistenza aumenta linearmente in una certa proporzione al variare della temperatura.

PT100, il nome completo del resistore termico al platino, è un sensore di temperatura resistivo in platino (Pt), e il suo valore di resistenza cambia con la temperatura. IL 100 dopo PT significa che il suo valore di resistenza è 100 ohm a 0 ℃, e il suo valore di resistenza è di circa 138.5 ohm a 100 ℃. Ha le caratteristiche di alta precisione, buona stabilità, forte capacità anti-interferenza, e la relazione tra la sua resistenza e il cambiamento di temperatura lo è: R=R0(1+αT), dove α = 0,00392, Ro è 100Ω (valore di resistenza a 0 ℃), e T è la temperatura Celsius.

Tabella di modifica corrispondente della resistenza alla temperatura PT100

2. Importa resistenza pt100
Poiché non è presente pt100 nella libreria dei componenti LTspice, dobbiamo importare manualmente pt100. Poiché il file Spice di pt100 non viene trovato, importiamo qui il resistore scorrevole come sostituto. Per importare il resistore scorrevole, è necessario aggiungere i seguenti tre file nella directory di installazione di LTspice. Copia i tre file (asc, asy e lib) separatamente, creare file per ciascuno, e infine inserirli nella posizione corrispondente dell'installazione di LTSpice. Metti asc con altri schemi, metti asy in sym sotto lib, e metti lib in sub sotto lib. Dopo aver aggiunto, puoi vedere il potenziometro nel componente in LTSpice. Questo potenziometro è il resistore scorrevole richiesto.

potenziometro_test.asc

Versione 4
FOGLIO 1 880 680
FILO 272 48 0 48
FILO 528 48 272 48
FILO 272 80 272 48
FILO 528 80 528 48
FILO 0 96 0 48
FILO 0 192 0 176
FILO 272 208 272 176
FILO 528 208 528 176
BANDIERA 272 208 0
BANDIERA 0 192 0
BANDIERA 320 128 fuori1
BANDIERA 528 208 0
BANDIERA 576 128 fuori2
SIMBOLO tensione 0 80 R0
SYMATTR NomeIst V1
SYMATTR Valore 10
Potenziometro SIMBOLO 272 176 M0
SYMATTR NomeIst U1
SYMATTR Spazzola SpiceLine2=0,2
Potenziometro SIMBOLO 528 176 M0
SYMATTR NomeIst U2
SYMATTR SpiceLine R=1
Spazzola SYMATTR SpiceLine2=0,8
TESTO 140 228 Sinistra 2 !.op

potenziometro.easy

Versione 4
BLOCCO TipoSimbolo
LINEA Normale 16 -31 -15 -16
LINEA Normale -16 -48 16 -31
LINEA Normale 16 -64 -16 -48
LINEA Normale 1 -9 -15 -16
LINEA Normale 1 0 1 -9
LINEA Normale 1 -94 1 -87
LINEA Normale -24 -56 -16 -48
LINEA Normale -24 -40 -15 -48
LINEA Normale -47 -48 -15 -48
LINEA Normale -16 -80 16 -64
LINEA Normale 1 -87 -16 -80
FINESTRA 0 30 -90 Sinistra 2
FINESTRA 39 30 -50 Sinistra 2
FINESTRA 40 31 -23 Sinistra 2
SYMATTR Prefisso X
SYMATTR ModelFile potenziometro.lib
SYMATTR SpiceLine R=1k
Spazzola SYMATTR SpiceLine2=0,5
SYMATTR Potenziometro valore2
SPILLO 0 -96 NESSUNO 8
PINATTR NomePin 1
PINATTR SpezieOrdine 1
SPILLO 0 0 NESSUNO 8
PINATTR NomePin 2
PINATTR SpezieOrdine 2
SPILLO -48 -48 NESSUNO 8
PINATTR NomePin 3
PINATTR SpezieOrdine 3

potenziometro.lib

* Questo è il potenziometro
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.Potenziometro SUBCKT 1 2 3
.parametro w=limite(tergicristallo,1M,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.FINE

3. Ponte di Wheatstone per misurare la resistenza PT100

Connessione del ponte di Wheatstone e modello di simulazione LTspice

Ponte a braccio singolo o circuito di Wheatstone

Connessione del ponte di Wheatstone e modello di simulazione LTspice:
Quando il ponte è in equilibrio, il valore di misurazione del voltmetro eq?%5CbigtriangolosuU=0

I1*Rt=I2*R2

I1*R3=I2*R4

Da questo, lo si può dedurre: Rt/R3=R2/R4

Questo è: Rt*R4=R2*R3

Il risultato della misurazione della resistenza in questo modo non ha nulla a che fare con la precisione del voltmetro, la precisione della resistenza, e la forza elettromotrice. Evita l'errore causato dal cambiamento dell'alimentazione nel tempo, ed evita il problema della divisione della tensione amperometrica, shunt del misuratore di tensione, e troppe divisioni di tensione dei cavi.

Diversi metodi di misurazione di PT100:

Diversi metodi principali di resistenza termica P

Quando il punto di temperatura da misurare sul posto è lontano dallo strumento, è necessario collegare la resistenza termica con un cavo. La resistenza del cavo è r. Il sistema a due fili non può evitare l'errore causato dalla resistenza del filo durante il calcolo, e il valore di resistenza effettivo misurato sarà inferiore.

La resistenza del resistore termico più il cavo è r

Per compensare l'errore, viene introdotta una connessione a quattro fili. Quando Rt aumenta di 2r, Anche R2 aumenta di 2r. Non importa quanto sia lungo il filo, il ponte può essere bilanciato. È necessario tracciare quattro fili. Poiché le tensioni nei punti p e q sono uguali, possono equivalere a un punto, che è il metodo di connessione a tre fili, questo è, il metodo di connessione a tre fili simulato in questo esperimento. In pratica, viene utilizzato principalmente anche il tre fili, tenendo conto sia dell’economia che della precisione.

4. Simulazione LTSpice di misura a tre fili

3-misurazione del filo, e collegare il circuito dell'amplificatore operazionale all'uscita

Questo esperimento utilizza la misurazione a tre fili, e collega il circuito dell'amplificatore operazionale alla parte di uscita per amplificare il segnale di uscita per una facile misurazione.
Uo= (V1-V2)*(R17/R15)=20*(V1-V2)

Questo è, V1=(Uo+20*V2)/20

Secondo la divisione della tensione del resistore:

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

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

La tensione di ingresso di questa simulazione è 3V. Dopo il calcolo, V2≈108,434mV
V1=(Uo+2168.68)/20
V1=Rt/(R7+Rpt) *3000
COSÌ: Rt=2000V1/(3000-V1)
Rt è il valore di resistenza corrispondente di PT100. Il valore della temperatura corrispondente può essere ottenuto consultando la tabella.
Impostare la resistenza del reostato scorrevole (Rt) A 130.6 ohm per la temperatura di 78 gradi Celsius, leggere V1, V2, e Uo per calcolare Rt.

Rt è il valore di resistenza corrispondente di PT100, valore della temperatura corrispondente

V1 è circa 182,82 mV, V2 è circa 118,46 mV, e U0 è di circa 1,39 V. Il Rpt calcolato è di circa 129,78V. La tabella mostra quale è la temperatura letta 76 gradi Celsius, che è vicino.

Impostare la resistenza del reostato scorrevole (Rt) A 200.05 ohm per la temperatura di 266.5 gradi Celsius, leggere V1, V2, e Uo per calcolare Rt.

V1 è circa 270,45 mV, V2 è circa 118,46 mV, e U0 è circa 3,0257 V. Il Rpt calcolato è di circa 198,16V, e il valore dell'errore riguarda 1%. La tabella mostra quale è la temperatura letta 261.3 gradi Celsius, con un errore di circa 1%.

Il principio di misurazione della temperatura del PT100 a tre fili si basa principalmente sul metodo a ponte. Il circuito di misura è solitamente un ponte sbilanciato, e il PT100 viene utilizzato come resistore del braccio del ponte. Quando la corrente passa attraverso il PT100, la variazione del suo valore di resistenza causerà la variazione della tensione di uscita del ponte. Misurando questa tensione di uscita, è possibile calcolare il valore di resistenza del PT100, e quindi è possibile ottenere la temperatura misurata.
Al fine di eliminare l'influenza della resistenza del piombo, il PT100 a tre fili adotta un design speciale, collegando un filo all'estremità dell'alimentatore del ponte, e gli altri due fili sono collegati al braccio del ponte dove si trova il PT100 e al braccio del ponte adiacente ad esso. In questo modo, entrambi i bracci del ponte introducono resistenze di piombo dello stesso valore di resistenza, in modo che il ponte sia in uno stato equilibrato. Perciò, la variazione della resistenza dei cavi non ha alcun effetto sul risultato della misurazione. Tuttavia, ci saranno ancora influenze come i dispositivi nella misurazione effettiva. Il valore di resistenza misurato non è accurato. Per eliminare questo errore, è possibile aggiungere qualche compensazione durante la lettura.