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對PT100測溫電路做一些優化!為了消除導線電阻對PT100測溫電路造成的誤差,一般采用三線制的PT100傳感器、不平衡

作者:物聯網全棧開發

對PT100測溫電路做一些優化!

為了消除導線電阻對PT100測溫電路造成的誤差,一般采用三線制的PT100傳感器、不平衡電橋以及差分放大電路進行測量,如下圖所示。

其中電橋的供電電源一般也需要采用精密電壓源。

TVS管SMAJ10A對PT100的輸入做高壓鉗位保護,正常工作時,其反向漏電路低至1uA,其等效電阻遠大于PT100的阻值,對其測量的影響可以忽略不計,D31用于保護運放。

從輸入保護的角度來看,電阻R153、R157以及R155起到了限流作用,可以避免鉗位電壓直接短路到+3.3V電源以及+12V電源,産生過大的短路電路,損壞電源電路,以及擡升電源電壓,造成負載的損壞。

另外一個要點是同相輸入端的分壓電阻R150,很多人設計時會忽略這個電路。

隻有當加入了該電阻,而且選擇合适的阻值,使得R155=R141,R150=R140,才能做到同相端和反相端輸入的平衡,運放輸出端才為正端輸入與負端輸入內插補點的放大值。

但是對于兩線制的PT100傳感器,電流回路和電壓測量回路合二為一,導線的電阻影響不能被消除,本身精度就很差,沒必要采用電橋以及差分放大電路進行測量。

經過一番考慮之後,我覺得還是簡單一點,采用附圖2的電路。

至于輸入失調電壓(Offset Voltage,VOS),可以選擇 VOS遠小于被測直流量100mV的運放,即選擇VOS為10uV級别的運放。

如果失調電壓漂移(Offset Voltage Drift)比較小,可以使用軟體标定的方法來消除輸入失調電壓對溫度測量精度的影響。

以運放MC33079為例,其輸入失調電壓漂移為2uV/℃。

在常溫下标定之後,在整個測溫範圍内的失調電壓變化約為0.2mV,可能會導緻不超過1℃的測量誤差。

整個電路的薄弱之處在于TVS,當串到輸入端口的高壓能量比較大時,可能會損壞TVS。

對PT100測溫電路做一些優化!為了消除導線電阻對PT100測溫電路造成的誤差,一般采用三線制的PT100傳感器、不平衡
對PT100測溫電路做一些優化!為了消除導線電阻對PT100測溫電路造成的誤差,一般采用三線制的PT100傳感器、不平衡
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