温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

发布时间:2023-02-06  

工业现场环境复杂,传感器距离控制器往往很远,对于测温传感器PT100,传感器阻值变化0.385Ω/℃,因此过长导线的线阻抗不可忽视,消除导线引来的测量误差,是提高PT100测量精度必须解决的问题。

本文引用地址:

摘要

工业现场环境复杂,传感器距离控制器往往很远,对于测温传感器PT100,传感器阻值变化0.385Ω/℃,因此过长导线的线阻抗不可忽视,消除导线引来的测量误差,是提高PT100测量精度必须解决的问题。

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。

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

图1.1  PT100曲线

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。

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

                                   

(1.1)

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

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

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。

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

图1.2  三线制接法运用。

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

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

                              

(1.2)

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

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

                             (1.3)

结合式1.2,经过计算处理

   

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?

                             (1.4)

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。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

表1.2 我司测温方案验证数据

温度测量时如何消除线阻抗引入的误差?


文章来源于:电子产品世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    计算公式 TR1的阻值与温度关系曲线如下图: 热敏电阻的阻值与温度关系曲线图 当温度为-45+273=228K时, 当温度85+273=358K时, 温度为85度时的阻值 由于A/D......
    NTC 热敏电阻阻值和温度的换算; NTC 是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度......
    的工作过程可分为:温度信号产生与处理,温度控制信号生成与输出。 1、温度信号产生与处理 温度信号由测温电路产生。测温电路由 R3、Rt、及 DC+5V 电源组成。Rt 为负温度系数热敏电阻,其阻值与绝对温度的关系......
    基于热敏电阻的温度测量系统设计;NTC热敏电阻是一种传感器电阻,其电阻值随着温度的变化而改变。我们经常可以在测温电路中看到他们的身影。本文将介绍NTC热敏电阻测温设计中的相关知识点,包括NTC选择......
    电热水壶用热敏电阻和不用热敏电阻的区别;       热敏电阻是一种常见的半导体电子元件,从热敏电阻的名字上来看热敏电阻的阻值与温度有关,随着温度的变化,热敏电阻的阻值......
    热敏电阻与温度的关系及应用;热敏电阻是一种由半导体材料制成的对温度灵敏的非线性电阻器,它的电阻温度系数比金属的大十倍到百倍,有着很灵敏的电阻温度效应,同时它还具有体积小、反应快、性能良好、工作温度......
    器,其阻值与温度有关,在相对较小的温度范围内热敏电阻的电阻值变化很大。热敏电阻按照不同的温度系数分为正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)和负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻......
    加电压瞬间的电流称为起始电流,平衡时的电流称为残余电流。 3、电阻-温度特性(R-T特性) 电阻-温度特性是指在规定电压下,一定温度范围内,PTC热敏电阻的零功率电阻值与电阻自身温度的关系,也就是说PTC......
    特性曲线 PTFD101B1A0是Pt100类型的RTD,Pt100测温原理是:铂的电阻值与其所处温度是接近线性相关的,温度作为RTD的输入,输出就是RTD的电阻值。与其他温度传感器相比,RTD的线性度更好,其阻值与温度之间存在相对准确的线性变化关系......
    ,其输出电流以1 µA/K的比例增加,0°C时的输出电流为273 μA。 图6.AD592的输出电流与温度的关系 知道了这一点,我们就可以应用从K到°C的转换公式: 要在示波器工具上显示温度......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>