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PT100高精度測溫電路 AD623+REF3030(很穩(wěn)定)

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樓主
ID:94349 發(fā)表于 2016-1-5 17:42 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
PT100是一種正溫度系數(shù)的熱敏電阻。說到什么是正溫度系數(shù)?就必須要結(jié)合負(fù)溫度系數(shù)來講了。隨著溫度的升高,電阻的阻值變大,就是正溫度系數(shù)的熱敏電阻,相反,如果隨著溫度的升高,電阻的阻值變小,就是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。


PT100之所以應(yīng)用很廣泛,不僅是因?yàn)樗梢詼y的溫度范圍寬(零下幾十度到零上幾百度),還因?yàn)樗木性度非常好。“線性度”,說的直白一點(diǎn)就是溫度每變化一度,電阻的阻值升高的幅度是基本相同的。這樣,就大大的簡化了我們的程序。




不過,PT100也有它的缺點(diǎn),就是溫度每上升一度,阻值變化太小了,只有0.39歐姆。這樣就需要硬件上提供高精度低噪聲的轉(zhuǎn)換。

網(wǎng)上流傳有很多電路,很多電路其實(shí)都是不能當(dāng)作產(chǎn)品用的。下面給大家提供一種高精度的電路,就是成本有些高,不過品質(zhì)好。




對于測溫電路,其實(shí)有很多可以值得研究的地方,小電路有大智慧。比如,你可以一眼就看出來這個(gè)電路不能測零下的溫度嗎?你可以計(jì)算出來這個(gè)電路可以測量的溫度范圍是從多少度到多少度嗎?你可以修改這個(gè)電路,讓它可以測到你所需要的溫度范圍嗎?如果把反相(-IN)和同相(+IN)兩條線調(diào)換,后果如何?

看看,你覺得電路簡單,那么上面的問題都可以回答嗎?

電路解釋:

越簡單的電路,穩(wěn)定性就越好。該電路中的四個(gè)電阻都需要用0.1%精度的。電路只用了一個(gè)電橋和一個(gè)差分放大器。R2 R3 R4與PT100組成電橋電路,REF3030為電橋電路提供標(biāo)準(zhǔn)的3.00V電壓。AD623用一個(gè)2K的放大反饋電阻精確的把電橋的壓差放大51倍。(為什么是51倍,詳見AD623的datasheet)

PT100接法:

細(xì)心的小伙伴,會研究一下PT100的接法。PT100一般有兩線和三線的傳感器。因?yàn)榫本身肯定有電阻,而上面也提到過,每變化一度,PT100只變化0.39歐姆,那么如果PT100的線很長的話,電阻就越大,線不同,電阻就不同,就肯定會大大的影響測出來的結(jié)果。所以,你現(xiàn)在就可以理解了,兩線制的PT100,只適合短距離的應(yīng)用。長距離的應(yīng)用,就要用三線制。再讓我們看看三線制是如何把電線上的電阻影響排除的。算了,還是下篇再講吧,這個(gè)要畫幾個(gè)圖才講的清楚,時(shí)間不早了,懶得畫了。

測溫范圍:

假設(shè)現(xiàn)在是0度,那么PT100的阻值就是100歐姆,在電路中的話,電橋的壓差就是0V,所以最后也是0V,也就是測到0V的話,就是0度。假設(shè)現(xiàn)在零下一度了,PT100的阻值就小于100歐了,同相的電壓就會比反相的電壓小,得到的電壓永遠(yuǎn)就0V了,所以這個(gè)電路就測不到0度以下。

AD623最大輸出3.3V電壓,3300/51=64.7mV,也就是說,電橋的壓差,最大只能是64.7mV,再大的壓差,AD623的輸出也最大是3.3V了。反相臂的電壓,固定是(3000/2100)*100=142.86mV,那么同相臂的電壓最大只能是142.86+64.7=207.56mV,對應(yīng)PT100的電阻就等于207.56/((3000-207.56)/2000)=148.66歐姆。




然后再查表,就可以看出,最大測溫點(diǎn)差不多就是個(gè)127度。所以這個(gè)電路的測溫范圍就是0~127度。

關(guān)于如何修改電路測零下或者其他的溫度范圍,這里就不說了。大家可以自己研究。

學(xué)電子,關(guān)注公眾號:科技老頑童

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ID:110044 發(fā)表于 2016-3-21 19:59 | 只看該作者
講的太好了
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板凳
ID:122421 發(fā)表于 2016-5-21 19:07 | 只看該作者
大俠,請問下你這個(gè)原理是怎么抵消導(dǎo)線電阻影響的?
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地板
ID:144372 發(fā)表于 2017-1-9 14:59 | 只看該作者
請問您的REF引腳接地不會影響輸出嗎
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5#
ID:161631 發(fā)表于 2017-1-13 16:11 | 只看該作者
做出來的成品,測溫精確度多少,數(shù)據(jù)穩(wěn)定?
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6#
ID:114282 發(fā)表于 2017-12-15 20:17 | 只看該作者
你這電流這么大,PT100自己都成加熱棒了。
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7#
ID:231633 發(fā)表于 2017-12-16 13:33 | 只看該作者
你這個(gè)電路沒有實(shí)用價(jià)值,首先PT100流過的電流必須低于1mA;其次你這個(gè)電橋的解法本身會導(dǎo)致非常大的非線性情況發(fā)生,測出的溫度是錯(cuò)的;
正確的做法是:采用一個(gè)1mA以內(nèi)的恒流源驅(qū)動(dòng)PT100,然后放大電壓信號,再使用高精度ADC采集電壓,如果有能力再設(shè)計(jì)一個(gè)非線性矯正電路,可以保證你采集的溫度是可靠的。
歡迎各位朋友和我討論技術(shù)細(xì)節(jié)。QQ:1827702167

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8#
ID:106211 發(fā)表于 2018-1-11 15:42 | 只看該作者
以后一定會使用到這個(gè)電路的,謝謝分享
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9#
ID:141183 發(fā)表于 2019-4-29 17:17 | 只看該作者
kiros 發(fā)表于 2017-1-13 16:11
**** 作者被禁止或刪除 內(nèi)容自動(dòng)屏蔽 ****

我實(shí)際測試了一下,電壓升到1.5V左右不在上升
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10#
ID:419072 發(fā)表于 2019-11-23 23:55 來自手機(jī) | 只看該作者
3.0v/2k的電阻,電流不大啊,是不是那不對
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11#
ID:419072 發(fā)表于 2019-11-23 23:57 來自手機(jī) | 只看該作者
baidu295210789 發(fā)表于 2017-12-15 20:17
你這電流這么大,PT100自己都成加熱棒了。

電流應(yīng)該不大啊,是不是沒有考慮2k的電阻
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12#
ID:664416 發(fā)表于 2019-12-21 22:59 | 只看該作者
這個(gè)電路好像不能實(shí)現(xiàn),電橋電阻太小了吧
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13#
ID:430492 發(fā)表于 2020-2-29 18:29 | 只看該作者
采用一個(gè)1mA以內(nèi)的恒流源驅(qū)動(dòng)PT100,然后放大電壓信號,再使用高精度ADC采集電壓,如果再設(shè)計(jì)一個(gè)非線性矯正電路,可以保證采集的溫度是可靠的。
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