3-Решение для измерения проводов для PT100 (РТД) Датчик

Моделирование LTSpice 3-проводной схемы измерения для PT100 (РТД) датчик: PT100 - датчик температуры теплового резистора, Полное имя - платиновый резистор 100 Ом. Он сделан из чистой платины, и значение его сопротивления линейно увеличивается в определенной пропорции при изменении температуры.

ПТ100, полное название платинового терморезистора, представляет собой резистивный датчик температуры из платины (Пт), и значение его сопротивления меняется с температурой. The 100 после PT означает, что значение его сопротивления равно 100 Ом при 0 ℃, и его значение сопротивления составляет около 138.5 Ом при 100 ℃. Он имеет характеристики высокой точности, хорошая стабильность, сильная антиинтерференционная способность, и взаимосвязь между его сопротивлением и изменением температуры: R = r0(1+αt), где α = 0,00392, RO 100 Ом (значение сопротивления при 0 ℃), и t - температура Цельсия.

PT100 ТЕМПЕРАЦИОННАЯ Устойчивость

2. Импорт резистора Pt100
Поскольку в библиотеке компонентов LTSPICE нет PT100, Нам нужно импортировать PT100 вручную. Поскольку файл специй PT100 не найден, Мы импортируем скользящий резистор здесь как заменитель. Чтобы импортировать скользящий резистор, Вам нужно добавить следующие три файла в каталог установки LTSPICE. Скопируйте три файла (аскет, Asy и Lib) отдельно, Создать файлы для каждого, и, наконец, поместите их в соответствующее место установки LTSpice. Поместите ASC с другими схемами, положить ASY в Sym под либера, и поместите либера. После добавления, Вы можете увидеть потенциометр в компоненте в ltspice. Этот потенциометр является необходимым скользящим резистором.

Potentiometer_test.asc

Версия 4
ЛИСТ 1 880 680
ПРОВОЛОКА 272 48 0 48
ПРОВОЛОКА 528 48 272 48
ПРОВОЛОКА 272 80 272 48
ПРОВОЛОКА 528 80 528 48
ПРОВОЛОКА 0 96 0 48
ПРОВОЛОКА 0 192 0 176
ПРОВОЛОКА 272 208 272 176
ПРОВОЛОКА 528 208 528 176
ФЛАГ 272 208 0
ФЛАГ 0 192 0
ФЛАГ 320 128 out1
ФЛАГ 528 208 0
ФЛАГ 576 128 out2
Напряжение символа 0 80 R0
Symattr Instname v1
Symattr Value 10
Символ потенциометр 272 176 M0
Symattr Instname U1
Symattr Spiceline2 Wiper = 0,2
Символ потенциометр 528 176 M0
Symattr Instname U2
Symatr Spiceline R = 1
Symattr Spiceline2 Wiper = 0,8
ТЕКСТ 140 228 Левый 2 !.доклада

Потенциометр.ASY

Версия 4
Символтип блок
Линия нормальная 16 -31 -15 -16
Линия нормальная -16 -48 16 -31
Линия нормальная 16 -64 -16 -48
Линия нормальная 1 -9 -15 -16
Линия нормальная 1 0 1 -9
Линия нормальная 1 -94 1 -87
Линия нормальная -24 -56 -16 -48
Линия нормальная -24 -40 -15 -48
Линия нормальная -47 -48 -15 -48
Линия нормальная -16 -80 16 -64
Линия нормальная 1 -87 -16 -80
ОКНО 0 30 -90 Левый 2
ОКНО 39 30 -50 Левый 2
ОКНО 40 31 -23 Левый 2
Symattr Prefix x
Symattr Modelfile Potentiometer.lib
Symattr Spiceline R = 1K
Symatr Spiceline2 Wiper = 0,5
Symattr Value2 Потенциометр
ПРИКОЛОТЬ 0 -96 НИКТО 8
Pinattr pinname 1
PINATTR SpiceRode 1
ПРИКОЛОТЬ 0 0 НИКТО 8
Pinattr pinname 2
PINATTR SpiceRode 2
ПРИКОЛОТЬ -48 -48 НИКТО 8
Pinattr pinname 3
PINATTR SpiceRode 3

Потенциометр.lib

* Это потенциометр
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.Subckt потенциометр 1 2 3
.PARAM W = предел(стеклоочиститель,1м,.999)
R0 1 3 {R*(1-W.)}
Р1 3 2 {R*(W.)}
.Заканчивается

3. Мост Wheatstone для измерения сопротивления PT100

Соединение моста Уитстона и имитационная модель LTspice

Одноручный мост или цепь Wheatstone

Соединение моста Уитстона и имитационная модель LTspice:
Когда мост сбалансирован, значение измерения напряжения?%5Cbigtriangleupu = 0

I1*rt = i2*r2

I1*r3 = i2*r4

Из этого, можно сделать вывод, что: RT/R3 = R2/R4

То есть: Rt*r4 = r2*r3

Измерение сопротивления, приведенное таким образом, не имеет ничего общего с точностью метра напряжения, точность сопротивления, и электродвижущая сила. Это избегает ошибки, вызванной изменением источника питания с течением времени, и избегает проблемы деления напряжения амперметра, Шунт измерителя напряжения, И слишком много проволочного подразделения.

Различные методы измерения PT100:

Несколько ведущих методов P теплового резистора

Когда точка температуры будет измерена на месте, далеко от инструмента, Необходимо подключить термический резистор с помощью свинцового провода. Ведущее сопротивление r. Двухволная система не может избежать ошибки, вызванной сопротивлением провода во время расчета, и измеренное значение сопротивления будет меньше.

Сопротивление термического резистора плюс свинцовый провод равен R

Чтобы компенсировать ошибку, Введено четырехпроводное соединение. Когда RT увеличивается на 2R, R2 также увеличивается на 2R. Независимо от того, как долго провод, мост может быть сбалансирован. Четыре провода должны быть нарисованы. Поскольку напряжения в точках P и Q равны, Они могут быть эквивалентны одной точке, который является трехпроводным методом соединения, то есть, Трехпроводной метод подключения, смоделированный в этом эксперименте. На практике, Трехвопровод также в основном используется, с учетом как экономики, так и точности.

4. Трехпроводное моделирование измерения LTSPICE

3-измерение провода, и подключить цепь OP AMP на выходе

В этом эксперименте используются трехпроводные измерения, и подключает схему OP AMP к выходной части, чтобы усилить выходной сигнал для легкого измерения.
UO = (V1-V2)*(R17/R15)= 20*(V1-V2)

То есть, V1 =(UO+20*V2)/20

В соответствии с разделением напряжения резистора:

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

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

Входное напряжение этого моделирования составляет 3 В. После расчета, V2≈108.434MV
V1 =(UO+2168.68)/20
V1 = rt/(R7+Rpt) *3000
Так: RT = 2000v1/(3000-V1)
RT является соответствующим значением сопротивления PT100. Соответствующее значение температуры можно получить, посмотрев таблицу.
Установите сопротивление скользящего реостата (рт) к 130.6 Ом для температуры 78 градусы по Цельсию, Читайте v1, V2, и UO для расчета RT.

RT является соответствующим значением сопротивления PT100, Соответствующее значение температуры

V1 составляет около 182,82 мВ, V2 составляет около 118,46 мВ, и U0 - около 1,39 В. Рассчитываемый RPT составляет около 129,78 В. Таблица показывает, что чтение температуры 76 градусы по Цельсию, который близко.

Установите сопротивление скользящего реостата (рт) к 200.05 Ом для температуры 266.5 градусы по Цельсию, Читайте v1, V2, и UO для расчета RT.

V1 составляет около 270,45 мВ, V2 составляет около 118,46 мВ, и U0 - около 3,0257В. Рассчитываемый RPT составляет около 198,16 В., и значение ошибки о 1%. Таблица показывает, что чтение температуры 261.3 градусы по Цельсию, с ошибкой примерно 1%.

Принцип измерения температуры трехпроводного PT100 в основном основан на методе моста. Схема измерения обычно является несбалансированным мостом, и PT100 используется в качестве резистора моста моста. Когда ток проходит через PT100, Изменение значения его сопротивления приведет к изменению выходного напряжения моста. Измеряя это выходное напряжение, Значение сопротивления PT100 может быть рассчитано, и тогда измеренная температура может быть получена.
Чтобы устранить влияние сопротивления свинца, Трехвопровод PT100 принимает специальный дизайн, подключение одного провода к концу питания моста, и два других провода соединены с рычагом моста, где расположен PT100, и примыкает к нему рычаг моста. Таким образом, Оба рычага моста вносят ведущие сопротивления одинакового значения сопротивления, так что мост находится в сбалансированном состоянии. Поэтому, Изменение сопротивления свинца не влияет на результат измерения. Однако, По -прежнему будут влияния, такие как устройства в реальных измерениях. Измеренное значение сопротивления не является точным. Чтобы устранить эту ошибку, Некоторая компенсация может быть добавлена ​​при чтении.