3-PT100 için Tel Ölçüm Çözümü (RTD) Sensör

PT100 için 3 telli ölçüm şemasının ltspice simülasyonu (RTD) sensör: PT100, termal direnç sıcaklık sensörüdür, Tam adı platin direnç 100 ohm. Saf platinden yapılmış, ve sıcaklık değiştiğinde direnç değeri belirli bir oranda doğrusal olarak artar.

PT100, platin termal direncin tam adı, platinden yapılmış dirençli bir sıcaklık sensörüdür (puan), ve direnç değeri sıcaklıkla değişir. The 100 PT'den sonra direnç değerinin olduğu anlamına gelir 100 0°C'de ohm, ve direnç değeri yaklaşık 138.5 100°C'de ohm. Yüksek hassasiyetin özelliklerine sahiptir, iyi stabilite, güçlü anti-parazit yeteneği, ve direnci ile sıcaklık değişimi arasındaki ilişki: R = R0(1+αT), Nerede α = 0.00392, RO 100Ω (0 ℃ direnç değeri), ve t santigrat sıcaklık.

PT100 Sıcaklık Direnci Karşılıklı Değişim Tablosu

2. PT100 Dirençini İçe Aktar
LTSPICE Bileşen Kütüphanesinde PT100 olmadığından, PT100'i manuel olarak içe aktarmamız gerekiyor. PT100'ün baharat dosyası bulunmadığından, Sürgülü direnci burada ikame olarak içe aktarıyoruz. Kayan direnci içe aktarmak için, LTSPICE Kurulum Dizini'ne aşağıdaki üç dosyayı eklemeniz gerekir. Üç dosyayı kopyalayın (ASC, asy ve lib) ayrı ayrı, Her biri için dosya oluşturun, ve son olarak onları LTSPICE kurulumunun ilgili konumuna koyun. ASC'yi diğer şemalarla koyun, asy'i lib altındaki sym'e koy, ve lib'i lib altına koyun. Ekledikten sonra, LTSPICE'deki bileşende potansiyometreyi görebilirsiniz. Bu potansiyometre gerekli kayar dirençtir.

Potentiometre_test.asc

Versiyon 4
ÇARŞAF 1 880 680
TEL 272 48 0 48
TEL 528 48 272 48
TEL 272 80 272 48
TEL 528 80 528 48
TEL 0 96 0 48
TEL 0 192 0 176
TEL 272 208 272 176
TEL 528 208 528 176
Bayrak 272 208 0
Bayrak 0 192 0
Bayrak 320 128 Out1
Bayrak 528 208 0
Bayrak 576 128 Out2
Sembol voltajı 0 80 R0
Symattr Instname V1
Symattr değeri 10
Sembol potansiyometresi 272 176 M0
Symattr Instname U1
Symattr Spiceline2 silecek = 0.2
Sembol potansiyometresi 528 176 M0
Symattr Instname U2
Symath Spiceline R = 1
Symattr Spiceline2 silecek = 0.8
METİN 140 228 Sol 2 !.op

Potentiometre.Asy

Versiyon 4
SembolType Bloğu
Normal çizgi 16 -31 -15 -16
Normal çizgi -16 -48 16 -31
Normal çizgi 16 -64 -16 -48
Normal çizgi 1 -9 -15 -16
Normal çizgi 1 0 1 -9
Normal çizgi 1 -94 1 -87
Normal çizgi -24 -56 -16 -48
Normal çizgi -24 -40 -15 -48
Normal çizgi -47 -48 -15 -48
Normal çizgi -16 -80 16 -64
Normal çizgi 1 -87 -16 -80
Pencere 0 30 -90 Sol 2
Pencere 39 30 -50 Sol 2
Pencere 40 31 -23 Sol 2
Symattr öneki x
Symattr Modelfile Potentiometre.lib
Symattr Spiceline R = 1k
Symath Spiceline2 silecek = 0.5
Symattr Value2 potansiyometre
Pin 0 -96 HİÇBİRİ 8
Pinattr pinname 1
Pinattr Spiceorder 1
Pin 0 0 HİÇBİRİ 8
Pinattr pinname 2
Pinattr Spiceorder 2
Pin -48 -48 HİÇBİRİ 8
Pinattr pinname 3
Pinattr Spiceorder 3

Potentiometre.lib

* Bu potansiyometre
* _____
* 1–|_____|–2
* |
* 3
*
.Subckt potansiyometre 1 2 3
.param w = limit(silecek,1M,.999)
R0 1 3 {R*(1-w)}
R1 3 2 {R*(w)}
.Son

3. PT100 direncini ölçmek için buğday taşı köprüsü

Wheatstone köprüsü bağlantısı ve LTspice simülasyon modeli

Tek kollu köprü veya buğday taşı devresi

Wheatstone köprüsü bağlantısı ve LTspice simülasyon modeli:
Köprü dengeli olduğunda, Voltaj Ölçer Ölçüm Değeri EQ?%5CbigtriangleUpu = 0

İ1*rt = i2*r2

İ1*r3 = i2*r4

Bundan, Çıkarılabilir: RT/R3 = R2/R4

yani: RT*R4 = R2*R3

Bu şekilde direnç ölçümü sonucunun voltaj ölçüm cihazının doğruluğu ile hiçbir ilgisi yoktur, Direnişin doğruluğu, ve elektromotif kuvvet. Güç kaynağının zaman içindeki değişiminden kaynaklanan hatayı önler, ve ampermetre voltaj bölümü sorunundan kaçınır, voltaj ölçer şant, ve çok fazla tel voltaj bölümü.

PT100'in farklı ölçüm yöntemleri:

P termal dirençinin önde gelen birkaç yöntemi

Sahada ölçülecek sıcaklık noktası enstrümandan çok uzakta olduğunda, Termal direnci bir kurşun telle bağlamak gerekir. Kurşun direnci R'dir. İki telli sistem, hesaplama sırasında tel direncinin neden olduğu hatadan kaçınamaz, ve ölçülen gerçek direnç değeri daha küçük olacak.

Termal dirençin direnci artı kurşun teli R'dir

Hatayı dengelemek için, Dört telli bir bağlantı tanıtıldı. RT 2R arttığında, R2 ayrıca 2R ile artar. Tel ne olursa olsun, Köprü dengeli olabilir. Dört kablonun çizilmesi gerekiyor. P ve Q noktalarındaki voltajlar eşit olduğundan, Bir noktaya eşdeğer olabilirler, üç telli bağlantı yöntemi, yani, Bu deneyde simüle edilen üç telli bağlantı yöntemi. Pratikte, Üç telli de çoğunlukla kullanılır, hem ekonomi hem de doğruluğu dikkate alarak.

4. Üç telli ölçüm ltspice simülasyonu

3-tel ölçümü, ve OP AMP devresini çıkışa bağlayın

Bu deney üç telli ölçüm kullanıyor, ve kolay ölçüm için çıkış sinyalini yükseltmek için OP AMP devresini çıkış kısmına bağlar.
UO = (V1-V2)*(R17/R15)= 20*(V1-V2)

yani, V1 =(UO+20*V2)/20

Direnç voltaj bölümüne göre:

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

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

Bu simülasyonun giriş voltajı 3V. Hesaplamadan sonra, V2≈108.434mv
V1 =(UO+2168.68)/20
V1 = RT/(R7+RPT) *3000
Bu yüzden: RT = 2000v1/(3000-V1)
RT, PT100'ün karşılık gelen direnç değeridir. Karşılık gelen sıcaklık değeri, masaya bakarak elde edilebilir.
Kayan reostatın direncini ayarlayın (Rt) ile 130.6 sıcaklık için ohm 78 santigrat derece, V1'i okuyun, V2, ve RT'yi hesaplamak için uo.

RT, PT100'ün karşılık gelen direnç değeridir, karşılık gelen sıcaklık değeri

V1 yaklaşık 182.82mv, V2 yaklaşık 118.46mv, Ve U0 yaklaşık 1.39V. Hesaplanan RPT yaklaşık 129.78V'dir. Tablo, sıcaklık okumasının 76 santigrat derece, Hangisi yakın.

Kayan reostatın direncini ayarlayın (Rt) ile 200.05 sıcaklık için ohm 266.5 santigrat derece, V1'i okuyun, V2, ve RT'yi hesaplamak için uo.

V1 yaklaşık 270.45mv, V2 yaklaşık 118.46mv, ve U0 yaklaşık 3.0257V. Hesaplanan RPT yaklaşık 198.16V, Ve hata değeri yaklaşık 1%. Tablo, sıcaklık okumasının 261.3 santigrat derece, hakkında bir hata ile 1%.

Üç telli PT100'ün sıcaklık ölçüm prensibi esas olarak köprü yöntemine dayanmaktadır.. Ölçüm devresi genellikle dengesiz bir köprüdür, ve PT100, köprünün bir köprü kol direnci olarak kullanılır. Akım PT100'den geçtiğinde, Direnç değerindeki değişiklik, köprünün çıkış voltajındaki değişikliğe neden olacaktır.. Bu çıkış voltajını ölçerek, PT100'ün direnç değeri hesaplanabilir, Ve sonra ölçülen sıcaklık elde edilebilir.
Kurşun direncinin etkisini ortadan kaldırmak için, Üç telli PT100 özel bir tasarımı benimser, Bir telin köprünün güç kaynağı ucuna bağlama, ve diğer iki kablo, PT100'ün bulunduğu köprü koluna bağlanır ve bitişik köprü kolu. Böylece, Her iki köprü kolu da aynı direnç değerindeki kurşun dirençleri getirir, böylece köprü dengeli bir durumda. Öyleyse, Kurşun direncindeki değişikliğin ölçüm sonucu üzerinde bir etkisi yoktur. Fakat, Gerçek ölçümdeki cihazlar gibi hala etkiler olacak. Ölçülen direnç değeri doğru değil. Bu hatayı ortadan kaldırmak için, Okurken bir miktar tazminat eklenebilir.