記錄一下最近的拆解心得,最近拆了新的變送器,然后看到了一個(gè)PT100的電路方案,感覺蠻不錯(cuò)的,所以記錄一下。電路的采集精度,標(biāo)稱±1℃,重復(fù)性±0.5℃。
下圖電路圖看到電阻用的都是1%精度的電阻,感覺可以選0.1%進(jìn)一步提高精度。
電路采用電橋的形式進(jìn)行采集,基準(zhǔn)源芯片采用ADI的低溫漂電壓基準(zhǔn)芯片,型號(hào)為:ADR381ARTZ-REEL7,輸出電壓為2.5V,價(jià)格大概為4元左右。溫漂以及精度都還是蠻不錯(cuò)的。
然后ADC芯片采用的是Microchip的MCP3421A0T-E/CH,采樣率雖然不高,但是對(duì)于PT100這種的溫度采集已經(jīng)足夠了,精度也夠,18bit的sot23-6封裝,很小很mini,采用的是I2C接口通訊。并且內(nèi)置了基準(zhǔn)源,PGA,用起來非常舒服,價(jià)格大概6元左右。
電路圖大致如下所示,下圖中R17,R19,R18與外置的PT100組成一個(gè)電橋,ADC只需要采集電橋輸出的電壓即可計(jì)算相應(yīng)的PT100的電阻阻值,進(jìn)而推算出溫度,在假定Rwire1等于Rwire2的情況下,可以抵消線阻帶來的PT100采集誤差(當(dāng)然并不能完全平衡掉,畢竟PT100的阻值會(huì)變化,只會(huì)補(bǔ)償?shù)舸蟛糠?。),Vp和Vn的計(jì)算公式大致如下:
Vp=Vpt100+Vrwire1+Vwire3。
Vn=Vr18+Vrwire2+Vrwire3;
Vp-Vn≈Vr18-Vpt100。
然后我再往后推仿佛看到了一個(gè)方程兩個(gè)未知數(shù)。。。。好像并不能完全消掉一樣,最后可能也不能完全消掉。。大概最終的Pt100的公式大致可以用下圖去推導(dǎo):
然后根據(jù)剛才的公式去反推Pt100的阻值,可以看到,大致也是線性的,會(huì)存在一點(diǎn)點(diǎn)誤差(誤差會(huì)隨著線阻增大而增大),下圖是線阻為1Ω時(shí)的仿真:
線阻增大的話,誤差會(huì)變大,例如下圖是線阻為5歐姆的時(shí)候(基本就沒眼看了),誤差最大到了0.48Ω,那么誤差已經(jīng)超1℃了:
總結(jié):還是蠻不錯(cuò)的設(shè)計(jì),不過我不確定我對(duì)最終的計(jì)算公式的理解對(duì)不對(duì)。如果你覺得公式或者電路設(shè)計(jì)有誤,還請(qǐng)指點(diǎn)一二!互相學(xué)習(xí)進(jìn)步。