《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > PT100溫度變送器的正溫度系數補償
PT100溫度變送器的正溫度系數補償
摘要: 本文回顧了通用溫度傳感器的主要特性,重點介紹RTD PT100溫度變送器,并提供了一種簡單的方法對PT100輸出信號進行線性化處理和調理。
Abstract:
Key words :

  溫度是非常重要的物理參數,熱電偶和熱敏電阻(RTD)適合大多數高溫測量,但設計人員必須為特定的應用選擇恰當的傳感器,表1提供了常用傳感器的選擇指南。 

常用傳感器的選擇指南

  RTD具有較高的精度,工作溫度范圍:-200°C至+850°C。它們還具有較好的長期穩定性,利用適當的數據處理設備就可以傳輸、顯示并記錄其溫度輸出。因為熱敏電阻的阻值和溫度呈正比關系,設計人員只需將已知電流流過該電阻就可以得到與溫度成正比的輸出電壓。根據已知的電阻-溫度關系,就可以計算出被測溫度值。

  電阻值隨溫度的變化稱為“電阻的溫度系數”,絕大多數金屬材料的溫度系數都是正數,而且許多純金屬材料的溫度系數在一定溫度范圍內保持恒定。所以,熱敏電阻是一種穩定的高精度、并具有線性響應的溫度檢測器。具體應用中選用哪一種金屬材料(鉑、銅、鎳等)取決于被測溫度范圍。

電阻的溫度系數

  鉑電阻在0°C的標稱電阻值是100Ω,盡管RTD是一種標準化器件,但在世界各地有多種不同的標準。這樣,當同一標準的RTD用在不同標準的儀表設計中時將會產生問題。

  鉑金屬的長期穩定性、可重復操作性、快速響應及較寬的工作溫度范圍等特性使其能夠適合多

 

種應用。因此,鉑電阻RTD是溫度測量中最穩定的標準器件。以下公式描述了PT100的特性,顯然它的溫度與電阻呈非線性關系:

 

  RT = R0(1 + AT + BT2 + C(T-100)T3)

  其中:

  A = 3.9083 E-3

  B = -5.775 E-7

  C = -4.183 E-12 (低于0°C時)或0 (高于0°C時)。

  表3是表格形式。

表格形式

  具體應用中,PT100的連接方式可以采用2線、3線或4線制(圖1、2和3)。有多種模擬和數字的方法進行PT100的非線性誤差補償,例如,可以利用查表法或上述公式實現數字非線性補償。

PT100的連接方式
PT100的連接方式

  查表法是將代表鉑電阻阻值與溫度對應關系的一個表格存儲在μP內存區域,利用這個表格將一個測量的PT100電阻值轉換為對應的線性溫度值。另一種方法是根據實際測量的電阻值,采用以上公式直接計算相關的溫度。

  查表法只能包含有限的電阻/溫度對應值,電路的復雜程度取決于精度和可用內存的空間。為了計算某一特定的溫度值,需要首先確認最接近的兩個電阻值(一個低于RTD測量值,一個高于RTD測量值),然后用插值法確定測量溫度值。

  例如:如果測試的電阻值等于109.73Ω,假設查詢表格精度為10°C,那么兩個最接近的值是107.79Ω (20°C)和111.67Ω (30°C)。綜合考慮這三個數據,利用下式進行計算:

公式

  以上數字補償的方法需要微處理器(μP)的支持,但是采用圖4的簡單模擬電路可以獲得高精度的非線性補償。該電路在-100°C時輸出電壓為0.97V,200°C時為2.97V。實現更寬范圍的測量時,例如:-100mV@-100°C到200mV@200°C,需要增加合適的增益調節(量程)電路和偏移(失調)控制。

數字補償

  這種方法利用電阻R2的少量正反饋作用實現PT100的非線性補償,該反饋環路對應于較高的PT100阻值時輸出電壓略有提高,有助于傳輸函數的線性化處理:
傳輸函數

  圖5表示PT100實際輸出和最接近的直線:y = ax + b,圖6畫出了經過模擬非線性補償的PT100輸出和其最接近的直線。每個圖都給出了溫度和電阻之間的關系式,與圖4電路的輸出計算值相比較。圖7、圖8所示為PT100在補償前和補償后的誤差。

PT100實際輸出和最接近的直線
PT100實際輸出和最接近的直線
PT100實際輸出和最接近的直線

  在實際應用中我們常常需要校準模擬溫度計,但一定要盡量減少調節和控制環節,通常只需在兩個PT100點校準零點失調和滿量程誤差。這種方法需要保證PT100的電阻和溫度呈線性關系,但實際情況并非如此。

 

  如果只在PT100阻值和溫度之間對傳輸函數進行線性補償,上述模擬補償方式可有效降低80%的誤差。需要注意的是,PT100較低的功耗(0.2mW-0.6mW)能夠減小傳感器自身的發熱。因此,采用模擬方法實現PT100的非線性補償很容易實現與±200mV面板表的連接,不需要任何額外的軟件開銷。

  數字非線性補償電路(圖9)由RTD、誤差放大器、電流源以及μP控制的ADC組成。通過向熱敏電阻注入1mA至2mA的電流,然后測量它在熱敏電阻上產生的電壓進行溫度測量。采用大的注入電流會導致功率耗散增大,使傳感器自身發熱、導致測量誤差增大。圖中模數轉換器內部的 4.096V電壓基準簡化了電流激勵源的設計。

數字非線性補償電路

  為了減小導線電阻對測量精度的影響,采用四條獨立的導線連接RTD和差分放大器。因為采用了高輸入阻抗運算放大器,所以導線電阻引入的電壓跌落幾乎為零。按照4096mV的基準電壓和3.3kΩ的反饋電阻,激勵電流近似等于4096mV/3.3kΩ = 1.24mA。 因為采用同一個基準電壓源驅動ADC和電流源,所以基準源的溫漂誤差不會影響測量結果。

 

  如果配置MAX197的輸入范圍為0V至5V,并且設置差分放大器增益等于10,可以測量的最大阻值為400Ω,對應的最高檢測溫度為+800°C。μP也可以同時使用查表法對傳感器測量信號進行線性化處理,采用兩個精密電阻替換圖中的RTD (0°C時采用100Ω,滿量程或更高時采用300Ω),可以對該電路進行校準。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
精品999在线播放| 亚洲欧美一区二区原创| 国产精品国产三级国产| 欧美日韩成人| 欧美激情第9页| 老司机午夜精品| 久久亚洲电影| 久久午夜电影网| 久久日韩粉嫩一区二区三区| 久久国产精品高清| 欧美主播一区二区三区| 校园激情久久| 西西人体一区二区| 欧美一级免费视频| 欧美一区亚洲二区| 久久久精品一区| 久久手机免费观看| 老司机午夜精品视频| 免费观看久久久4p| 欧美大片免费观看在线观看网站推荐| 欧美xxxx在线观看| 欧美日本精品在线| 欧美视频第二页| 国产精品手机在线| 国产日韩欧美三级| 激情自拍一区| 亚洲第一级黄色片| 亚洲巨乳在线| 亚洲深夜影院| 欧美一级淫片播放口| 久久激情五月婷婷| 亚洲精品乱码久久久久久日本蜜臀 | 免费短视频成人日韩| 欧美成人一区二区在线 | 国模一区二区三区| 亚洲国产精品成人一区二区 | 免费成人黄色片| 欧美高清在线一区二区| 欧美日本高清| 国产精品视频xxxx| 激情成人av在线| 亚洲激情视频| 亚洲午夜一区二区| 欧美影片第一页| 亚洲精品偷拍| 午夜免费电影一区在线观看| 久久综合亚州| 欧美性视频网站| 国模 一区 二区 三区| 亚洲欧洲中文日韩久久av乱码| 一区二区不卡在线视频 午夜欧美不卡' | 欧美一区二区视频在线观看2020| 老牛国产精品一区的观看方式| 欧美片第1页综合| 国产伦精品一区二区三区照片91| 精品动漫3d一区二区三区| 亚洲免费观看视频| 欧美在线影院在线视频| 亚洲色图自拍| 麻豆免费精品视频| 国产精品免费观看在线| 亚洲电影成人| 亚洲欧美日产图| 99国产精品久久久久久久成人热| 欧美怡红院视频| 欧美日韩免费观看一区二区三区| 国产亚洲欧美一区| 亚洲欧洲精品一区| 久久成人免费视频| 亚洲免费一在线| 欧美不卡视频一区发布| 国产伦精品一区二区三区在线观看| 最新日韩av| 久久成人久久爱| 午夜精品短视频| 欧美日韩不卡一区| 在线看无码的免费网站| 午夜精品久久久久久 | 午夜精品一区二区在线观看 | 欧美在线视频观看免费网站| 一本色道久久综合精品竹菊| 久久免费国产精品1| 国产精品成人一区二区网站软件| 亚洲第一精品在线| 欧美一级大片在线观看| 亚洲网址在线| 欧美激情精品久久久久久黑人| 国产亚洲一区在线播放| 亚洲午夜久久久| 一本色道久久综合一区| 欧美高清视频在线观看| 激情欧美日韩| 欧美在线看片| 欧美一区二区三区播放老司机| 欧美日韩在线电影| 亚洲啪啪91| 亚洲日本精品国产第一区| 久久久久久久久综合| 国产精品女同互慰在线看| 99v久久综合狠狠综合久久| 亚洲精品欧美日韩| 裸体素人女欧美日韩| 国内揄拍国内精品久久| 欧美亚洲在线播放| 香蕉成人久久| 国产精品大片| 国产精品99久久久久久久久久久久 | 亚洲毛片一区二区| 美女视频黄 久久| 一区二区三区在线视频观看| 午夜日韩在线观看| 欧美伊人久久| 国产日韩欧美三级| 欧美一区二区三区久久精品茉莉花| 欧美一区二区三区电影在线观看| 国产精品视频区| 亚洲欧美日韩第一区| 午夜亚洲性色视频| 国产美女搞久久| 欧美一区二区视频在线观看2020| 久久国产精品一区二区| 国产午夜精品美女毛片视频| 午夜精品视频在线观看一区二区| 欧美专区在线观看一区| 国产区日韩欧美| 久久精品成人欧美大片古装| 另类图片国产| 亚洲片区在线| 在线视频亚洲欧美| 国产精品va在线播放我和闺蜜| 一区二区三区精品视频在线观看| 亚洲永久免费观看| 国产欧美一区二区三区国产幕精品 | 亚洲福利国产精品| 99精品国产福利在线观看免费| 欧美日韩国产一级片| 一区二区日韩| 翔田千里一区二区| 国内精品写真在线观看| 亚洲人成在线观看网站高清| 欧美精品三级| 亚洲影音一区| 久久三级福利| 亚洲精品一区二区三区av| 亚洲综合999| 国产婷婷一区二区| 亚洲激情视频网| 欧美日韩精品免费观看视一区二区| 在线视频你懂得一区| 久久精品中文字幕一区| 伊人久久大香线蕉综合热线| 99爱精品视频| 国产欧美综合在线| 亚洲欧洲一二三| 欧美性色综合| 亚洲第一综合天堂另类专| 欧美日本精品| 欧美亚洲综合网| 欧美精品尤物在线| 亚洲欧美日韩国产综合| 免费在线观看一区二区| 一本一本久久a久久精品综合妖精| 久久精品国产清自在天天线| 亚洲福利视频网站| 亚洲综合三区| 在线视频观看日韩| 亚洲欧美日韩区| 亚洲第一页在线| 性18欧美另类| 最新国产成人av网站网址麻豆| 亚久久调教视频| 亚洲激情欧美| 久久av二区| 亚洲精品一区二区三| 久久精品亚洲一区| 亚洲精品国产系列| 久久久91精品国产| 日韩视频国产视频| 久久网站热最新地址| 国产精品99久久久久久久久久久久| 另类欧美日韩国产在线| 亚洲视频在线观看视频| 欧美1区2区| 亚欧美中日韩视频| 欧美日韩在线播放三区| 亚洲福利国产| 国产精品综合久久久| 一本色道久久综合精品竹菊 | 亚洲欧洲日本国产| 国产亚洲欧美日韩美女| 亚洲一区二区久久| …久久精品99久久香蕉国产| 午夜视黄欧洲亚洲| 99国内精品久久| 欧美肥婆bbw| 亚洲国产高清aⅴ视频| 国产欧美日韩不卡免费| 亚洲丝袜av一区| 亚洲国产日韩在线| 久久人人97超碰精品888|