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如何消除线阻抗引入的误差?

发布时间:19-09-23 阅读:975

工业现场情况繁杂,传感器间隔节制器每每很远,对付测温传感器PT100,传感器阻值变更0.385Ω/℃,是以过长导线的线阻抗弗成漠视,打消导线引来的丈量偏差,是前进PT100丈量精度必须办理的问题。

常用铂热电阻PT100是一种具有正温度系数的感温传感器,即随温度升高,传感器自身阻值呈正相关的变更,如图1,被测工具的温度每上升1℃,PT100的阻值随之增添0.385Ω,在-200℃~850℃的区间内,铂热电阻PT100优越的线性度,为开拓者开拓供给了高精度丈量的保障,这是PT100利用广泛的缘故原由之一。

图1 PT100曲线

PT100可作为高精度测温传感器,功能优良,然则在工业情况繁杂的环境下,传感器冗长的导线会带来线阻抗,这对付0.385Ω/℃,若想包管0.1度的精度,即必要包管线阻抗引来的偏差必须小于38.5mΩ,而为了不引入传感器PT100自身热效应带来的偏差,PT100的恒流源电流一样平常设置在0.1mA~1mA,若恒流源设置在1mA,由式1.1谋略可得,偏差电压须小于38.5uV,这是扫除噪声影响下的估算。

(1.1)

是以,想要获得高精度测温效果,必须打消传感器线阻抗带来的偏差影响,行业内一样平常接线有三种要领,如表1。

表1 PT100通用接法

由表1可以看出,两线制接法线阻抗偏差最大年夜,且无法扫除;四线制接法也称开尔文氏接法,最为精准且简单,然则必要接口资本对照多;三线制接法可以经由过程谋略扫除线偏差,节约接口资本,然则必要三根线等阻抗,这也是对照轻易实现的。

针对繁杂的工业情况,客户对付高精度测温产品的需求,ZLG致远电子推出一款双通道高精度热电阻PT100隔离测温模块TPS02R,可以实现在-200℃~850℃的区间内丈量精度为0.02%±0.1℃,10ppm低温漂指标。

图2 三线制接法运用

如图2,三线制接法采集电压旌旗灯号,由后端PGA供给增益放大年夜,经ADC模数转换,输出数字旌旗灯号给MCU处置惩罚,因为A,B,C三线均存在线阻抗RL1,RL2,RL3。这里可以经由过程安装标准三线制PT100,可包管:

(1.2)

恒流源流经共模电阻R,为ADC供给必然的共模电压,ADC差分输入通道分手丈量AB,AC两端电压

。已知:

(1.3)

结合式1.2,颠末谋略处置惩罚:

(1.4)

经由过程式1.4,可以获得完全打消线阻抗偏差的PT100丈量值,实现高精度温度丈量。三线制接法可以在实现与四线制相同丈量精度的同时,节省出一个接线端子,这对付对用户开拓小型化产品上风很大年夜,三线制接法只要包管A,B,C等阻抗,即可包管线阻抗的引入偏差基础可轻忽不计。

ZLG致远电子TPS02R在三线制接法的根基上,对恒流源做优化处置惩罚,使用运放负反馈道理,前进恒流源稳定性,并为ADC输入供给必然共模电压,为ADC差分丈量供给包管,并付与监测报警功能。详细丈量数据如表2。

表2 ZLG测温规划验证数据

(滥觞:互联网)



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