Diseno del circuito de detección de temperatura PT100
PT100 es un termistor de coeficiente de temperatura positivo. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia de la resistencia se hace más grande, que es el coeficiente de temperatura positivo del termistor. Por el contrario, si la resistencia de la resistencia se reduce a medida que aumenta la temperatura, es un termistor con un coeficiente de temperatura negativo.
El PT100 se usa ampliamente no solo porque puede medir un amplio rango de temperatura (unas pocas decenas de grados bajo cero a unos cientos de grados sobre cero), sino también porque su linealidad es muy buena. "Linealidad" significa que cada vez que la temperatura cambia en un grado, la magnitud del aumento de resistencia es sustancialmente la misma. Esto simplifica enormemente nuestra programación.
Sin embargo, el PT100 también tiene sus defectos, es decir, por cada grado de aumento de temperatura, el cambio de resistencia es demasiado pequeño, solo 0.39 ohmios. De esta manera, es necesario proporcionar alta precisión y conversión de bajo ruido en el hardware. Hay muchos circuitos de diseño PT100 que circulan en Internet, muchos de los cuales no se pueden utilizar como diseño de producto. A continuación para proporcionarle un circuito de alta precisión, pero el costo es algo alto, pero la calidad es buena.
Para los circuitos de medición de temperatura, en realidad hay muchos lugares que vale la pena estudiar, y los circuitos pequeños tienen una gran sabiduría.
Por ejemplo, ¿puede ver de un vistazo que este circuito no puede medir la temperatura bajo cero?
¿Puedes calcular el rango de temperatura a partir del cual este circuito puede medir?
¿Puede modificar este circuito para que pueda medir el rango de temperatura que necesita?
¿Qué sucede si intercambia las dos líneas de inversión (-IN) y en fase (+ IN)?
Mira, ¿crees que el circuito es simple, entonces las preguntas anteriores se pueden responder?
Explicación del circuito Pt100:
Cuanto más simple es el circuito, mejor es la estabilidad. Las cuatro resistencias en este circuito requieren una precisión del 0.1%. El circuito usa solo un puente y un amplificador diferencial. R2 R3 R4 y PT100 forman un circuito puente, y REF3030 proporciona un voltaje estándar de 3.00V para el circuito puente. El AD623 utiliza una resistencia de retroalimentación amplificada de 2K para amplificar con precisión el voltaje diferencial del puente en un factor de 51.
(¿Por qué es 51 veces? Consulte la hoja de datos AD623 para más detalles)
Método de cableado del circuito PT100:
Pequeños socios atentos estudiarán el método de cableado de PT100. PT100 generalmente tiene sensores de dos y tres cables. Debido a que la línea misma debe tener resistencia, y como se mencionó anteriormente, el PT100 solo cambia 0.39 ohmios por cada cambio. Entonces, si la línea de PT100 es muy larga, la resistencia será mayor, la línea será diferente y la resistencia será diferente, lo que definitivamente afectará el resultado medido. Entonces, puede entender ahora, el PT100 de dos hilos solo es adecuado para aplicaciones de corta distancia. Veamos cómo el sistema de tres cables elimina el efecto de la resistencia sobre la temperatura. Olvídalo, hablemos de eso en el próximo artículo. Es necesario dibujar algunas imágenes para que quede claro.
Rango de temperatura PT100:
Suponiendo que ahora es de 0 grados, la resistencia de PT100 es de 100 ohmios. En el circuito, la diferencia de voltaje del puente es de 0 V, por lo que el último también es de 0 V, es decir, cuando se mide 0 V, es de 0 grados. Suponiendo cero ahora, la resistencia de PT100 es inferior a 100 ohmios. El voltaje de la misma fase será menor que el voltaje de la inversión, y el voltaje obtenido siempre será 0V, por lo que este circuito no medirá por debajo de 0 grados.
El AD623 tiene una salida máxima de 3.3V y 3300/51 = 64.7mV. Es decir, la diferencia de voltaje del puente solo puede ser de 64.7mV como máximo, y la gran presión diferencial, la salida del AD623 también es de 3.3V como máximo. El voltaje del brazo inversor se fija en (3000/2100) * 100 = 142.86mV, entonces el voltaje del mismo brazo de fase solo puede ser 142.86 64.7 = 207.56mV, y la resistencia de PT100 es igual a 207.56 / ((3000-207.56) / 2000) = 148.66 ohmios.
El PT100 se usa ampliamente no solo porque puede medir un amplio rango de temperatura (unas pocas decenas de grados bajo cero a unos cientos de grados sobre cero), sino también porque su linealidad es muy buena. "Linealidad" significa que cada vez que la temperatura cambia en un grado, la magnitud del aumento de resistencia es sustancialmente la misma. Esto simplifica enormemente nuestra programación.
Sin embargo, el PT100 también tiene sus defectos, es decir, por cada grado de aumento de temperatura, el cambio de resistencia es demasiado pequeño, solo 0.39 ohmios. De esta manera, es necesario proporcionar alta precisión y conversión de bajo ruido en el hardware. Hay muchos circuitos de diseño PT100 que circulan en Internet, muchos de los cuales no se pueden utilizar como diseño de producto. A continuación para proporcionarle un circuito de alta precisión, pero el costo es algo alto, pero la calidad es buena.
Para los circuitos de medición de temperatura, en realidad hay muchos lugares que vale la pena estudiar, y los circuitos pequeños tienen una gran sabiduría.
Por ejemplo, ¿puede ver de un vistazo que este circuito no puede medir la temperatura bajo cero?
¿Puedes calcular el rango de temperatura a partir del cual este circuito puede medir?
¿Puede modificar este circuito para que pueda medir el rango de temperatura que necesita?
¿Qué sucede si intercambia las dos líneas de inversión (-IN) y en fase (+ IN)?
Mira, ¿crees que el circuito es simple, entonces las preguntas anteriores se pueden responder?
Explicación del circuito Pt100:
Cuanto más simple es el circuito, mejor es la estabilidad. Las cuatro resistencias en este circuito requieren una precisión del 0.1%. El circuito usa solo un puente y un amplificador diferencial. R2 R3 R4 y PT100 forman un circuito puente, y REF3030 proporciona un voltaje estándar de 3.00V para el circuito puente. El AD623 utiliza una resistencia de retroalimentación amplificada de 2K para amplificar con precisión el voltaje diferencial del puente en un factor de 51.
(¿Por qué es 51 veces? Consulte la hoja de datos AD623 para más detalles)
Método de cableado del circuito PT100:
Pequeños socios atentos estudiarán el método de cableado de PT100. PT100 generalmente tiene sensores de dos y tres cables. Debido a que la línea misma debe tener resistencia, y como se mencionó anteriormente, el PT100 solo cambia 0.39 ohmios por cada cambio. Entonces, si la línea de PT100 es muy larga, la resistencia será mayor, la línea será diferente y la resistencia será diferente, lo que definitivamente afectará el resultado medido. Entonces, puede entender ahora, el PT100 de dos hilos solo es adecuado para aplicaciones de corta distancia. Veamos cómo el sistema de tres cables elimina el efecto de la resistencia sobre la temperatura. Olvídalo, hablemos de eso en el próximo artículo. Es necesario dibujar algunas imágenes para que quede claro.
Rango de temperatura PT100:
Suponiendo que ahora es de 0 grados, la resistencia de PT100 es de 100 ohmios. En el circuito, la diferencia de voltaje del puente es de 0 V, por lo que el último también es de 0 V, es decir, cuando se mide 0 V, es de 0 grados. Suponiendo cero ahora, la resistencia de PT100 es inferior a 100 ohmios. El voltaje de la misma fase será menor que el voltaje de la inversión, y el voltaje obtenido siempre será 0V, por lo que este circuito no medirá por debajo de 0 grados.
El AD623 tiene una salida máxima de 3.3V y 3300/51 = 64.7mV. Es decir, la diferencia de voltaje del puente solo puede ser de 64.7mV como máximo, y la gran presión diferencial, la salida del AD623 también es de 3.3V como máximo. El voltaje del brazo inversor se fija en (3000/2100) * 100 = 142.86mV, entonces el voltaje del mismo brazo de fase solo puede ser 142.86 64.7 = 207.56mV, y la resistencia de PT100 es igual a 207.56 / ((3000-207.56) / 2000) = 148.66 ohmios.
Luego busque la tabla, puede ver que el punto de medición de temperatura máxima es de casi 127 grados. Por lo tanto, el rango de temperatura de este circuito es de 0 ~ 127 grados.
