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PT100是一种具有正温度系数的感温传感器

时间:2019-8-8, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

  常用铂热电阻,即随温度升高,传感器自身阻值呈正相关的变化,如图1.1,被测对象的温度每上升1℃,PT100的阻值随之增加0.385,在-200℃~850℃的区间内,铂热电阻PT100良好的线性度,为开发者开发提供了高精度测量的保障,这是PT100应用广泛的原因之一。
  PT100可作为高精度测温传感器,功能优异,但是在工业环境复杂的情况下,传感器冗长的导线会带来线阻抗,这对于0.385,若想保证0.1度的精度,即需要保证线阻抗引来的误差必须小于38.5,而为了不引入传感器PT100自身热效应带来的误差,PT100的恒流源电流一般设置在0.1mA~1mA,若恒流源设置在1mA,由式1.1计算可得,误差电压须小于38.5uV,这是排除噪声影响下的估算。
  因此,想要得到高精度测温效果,必须消除传感器线阻抗带来的误差影响,行业内一般接线有三种方式,如表1.1。

  表1.1 PT100通用接法
  由表1.1可以看出,两线制接法线阻抗误差最大,且无法排除;四线制接法也称开尔文氏接法,最为精准且简单,但是需要接口资源比较多;三线制接法可以通过计算排除线误差,节约接口资源,但是需要三根线等阻抗,这也是比较容易实现的。

  针对复杂的工业环境,客户对于高精度测温产品的需求,我司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℃的区间内测量精度为0.02%0.1℃,10ppm低温漂指标。

  如图1.2,三线制接法采集电压信号,由后端PGA提供增益放大,经ADC模数转换,输出数字信号给MCU处理,由于A,B,C三线均存在线阻抗,,。这里可以通过安装标准三线制PT100,可保证
  恒流源流经共模电阻R,为ADC提供一定的共模电压,ADC差分输入通道分别测量AB,AC两端电压。已知

  结合式1.2,经过计算处理
  通过式1.4,可以得到完全消除线阻抗误差的PT100测量值,实现高精度温度测量。三线制接法可以在实现与四线制相同测量精度的同时,节省出一个接线端子,这对于对用户开发小型化产品优势很大,三线制接法只要保证A,B,C等阻抗,即可保证线阻抗的引入误差基本可忽略不计。

  我司TPS02R在三线制接法的基础上,对恒流源做优化处理,利用运放负反馈原理,提高恒流源稳定性,并为ADC输入提供一定共模电压,为ADC差分测量提供保证,并赋予监测报警功能。具体测量数据如表1.2

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