采集铂电阻
sternlycore2020-02-20 16:20:48
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铂电阻温度传感器常用于工业应用中测量管道的温度。由于铂的化学稳定性和温度变化响应的高线性。最常见的是100Ω和1kΩ电阻(0°C),分别称为PT100和PT1000。铂电阻温度传感器如下图所示:
铂电阻的电阻值与温度关系曲线具有一定的线性度Callendar-Van Dusen方程表示如下(分为)T>0℃和T<0℃两种情况:
IEC 60751规定了Callendar-Van Dusen系数:
以PT100为例在-200℃~850℃范围内的变化曲线如下图所示,在小温度范围内接近线性。
当下图温度变化时PT从图中可以看出,非线性阻值为300℃最大已超过16Ω,这仍然很难在小温度范围内进行线性拟合。在实际测量中,需要对软件或硬件进行非线性补偿。
有三种常见的接线方式,如下图所示:2线、3线和4线。
使用2线连接时,实际测量的电阻包含导线电阻。如果导线过长,导线会增加,导致实际测量值过高。用于测量精度要求低、导线长度短的应用。横截面为0.22 mm2.值转换通常用于铜线电缆:PT100为0.162 Ω/m →0.42°C/m。而对于PT1000,影响小10倍即0.162 Ω/m →0.04 °C/m。因此,当精度低、电缆长时使用PT1000要比PT精度高10倍。
使用三线会消除导线电阻的影响,通常需要相同的截面积和长度。如下图所示,三线是实际应用中使用最多的。
使用4线是最准确的连接方式,如下图所示。其原理是用开尔文连接测量单个恒流源。只要恒流源电流不流过与电压测量串联的两条电线,与电流源串联的电线电阻就不会导致测量误差。
常见的测量方案大致分为两种:电桥法和恒流法。其中,电桥法采用惠更斯平衡电桥计算,但不能消除导线电阻误差,恒流法采用或4线形式可消除导线电阻的影响,恒流法应用更广泛。
使用高集成SOC它将简化设计,缩短设计周期,并在世界上使用最多SOC芯片就是Maxim MAX31865芯片。MAX31865是一种简单易用的热敏电阻至数字输出转换器,优化铂电阻温度检测器(RTD)。设置外部电阻RTD灵敏度高,精度高Δ- Σ ADC将RTD将电阻与基准电阻之比转换为数字输出。MAX31865输入高达±45V提供可配置的过压保护RTD检测电缆开路和短路条件。开发板如下图所示: