关于pt100的电路问题

只看该作者 · 2011-11-24 09:23

最近在网上看到了一个恒流源测3线pt100的电路，有些疑惑的地方，还请不吝赐教。
电路图如下：

图中的Ra1、Ra2和Ra3是Pt100的线阻；恒流源电流是1mA。

问题1：R4和R5的作用是什么？去除R4，短路R5是否可以？
问题2：运放OP07改用单电源供电会有什么问题？

只看该作者 · 2011-11-25 19:38

这是一个比较典型的三线Pt100测试电路，可以补偿引线引起的误差。

R4、R5的作用就是放大，放大倍数=R5/R4+1，图中数据为80.4倍，也就是每1欧Pt100的变化，输出就变化80.4mV。
去除R4、短路R5也可以，但那样输出太小，每欧才1mV，不能直接给AD了。

运放Op07是双电源运放，单电源供给肯定是不行的，因为输入端也就0.1V附近。

只看该作者 · 2011-11-25 19:41

补充，上述计算，是基于恒流源=1mA的。1mA是Pt100的标准测量电流。

只看该作者 · 2011-11-26 10:18

2楼回答的很详细！

只看该作者 · 2011-11-27 21:29

2# lymex

谢谢，这么一说我就都明白了，非常透彻。

2万 · 2011-11-28 07:20

恒流源应该是2路的。
其实不需要恒流源也可以，普通的桥路就可以，用2个5.1K左右电路到5V电源就可以了。
这个原理图，似乎有错误的。

只看该作者 · 2011-11-28 22:39

本帖最后由 lymex 于 2013-9-9 01:27 编辑

楼上说的是这个电路吧？

这是一个很标准的双恒流源三线电路，可以看到，Pt100的两个引线电阻R1和R3是分配到两个桥臂上，而这两个电阻在工艺上可以做成一样的阻值，因此在0度时电桥可以平衡，其它温度下电桥的输出是很严格的与Pt100的变化成正比的。但是，这个电路也是墨守成规、比较笨拙的，需要后续用差分放大器，这样就需要两对比较严格匹配的电阻。

而楼主的电路，如果改画成如下形式，就可以看得更清楚了：

类似，Pt100的两个引线电阻R1和R3是分配到左边上下两个桥臂上，因此其共同的变化也就不会影响输出，而右下桥臂巧妙的包含了R5、R6增益部分。
这个电路最大的特点是简单，只用了一个恒流源，桥的4臂既是作为检测，也是作为差分放大的桥。
电路简单的同时，也丝毫不影响性能，可以得到非常严格的与Pt100阻值成线性关系的输出。
R8=R7-R5||R6，粗略的看可以有R8=R7-R6
放大倍数=R5/R6+1，可以方便调节
R4为Pt100在零度时的阻值。
更详细的Pt100的有关问题，可以参照我的帖子：
http://bbs.38hot.net/thread-7964-1-1.html

2万 · 2011-11-29 12:25

LS讲的真好。
我一般用电阻桥加差分放大，实际电路只要有3线补偿，高低软件校准，非线性软件校准，就很好了。
实际产品要讲究实用、便宜、易调试、稳定就可以了。
实际电路还需要加滤波，否则工业现场容易受干扰。
上面的电路，在0度时，3线补偿效果应该很好，在高温下不知道效果怎么样，有时间好好分析一下。
还有，运放的偏置电流影响可能较大。

只看该作者 · 2011-11-29 21:48

的确，滤波是必要的。至于Pt100阻值与输出电压的非线性，这个我仿真计算过，效果很好：

其中绿色的就是这个电路，非线性误差在0.01度之内（-50度到200度）。也可以看出，桥电路的非线性其实都不太好，只能适合较小的温度范围或者适合非高精度测温。
最后，对于任何电路，运放的偏置电流都有影响的，只能选Ib小的运放，比如LF442、LMC6062、OP97、OP297、LT1012、LTC1151等。

只看该作者 · 2011-11-30 15:57

7# lymex

电阻测温资深专家！

只看该作者 · 2011-12-2 16:19

学习

只看该作者 · 2011-12-6 21:11

7楼很犀利

只看该作者 · 2011-12-9 13:49

好贴~！！！！MARK!

只看该作者 · 2012-1-30 23:20

真的是高手如云，高手就是高手，学习是肯定的。
看了个把小时了，弱弱地问一句：楼主的图中R1是干什么用的？我觉得是个无关紧要的电阻，是不是可有可无？请问！

只看该作者 · 2012-1-31 10:51

回楼上，楼主的R1是运放偏流补偿电阻，阻值应该是50k附近，也就是说应该等于运放负输入端外部电阻，这样理论上可以减少偏流的影响。但这种补偿方法在现代电路中也有不用的，原因之一是现代运放的偏流都很小（或者可以选择Ib很小的运放），再就是很多运放已经有内部补偿，再加外部补偿的话没有作用甚至会起反作用。因此我在7楼的电路里已经把这个电阻去掉了。

只看该作者 · 2012-1-31 12:46

lymex真是高人啊，谢啦！

只看该作者 · 2012-2-1 14:21

[img][/img]

只看该作者 · 2012-2-22 08:53

TO 9楼，你的仿真算法是什么呢，如何得到上面的结论。
恒流补偿，补偿的依据是啥呢？是校正？

只看该作者 · 2012-2-22 11:58

回楼上，仿真就没有自己的算法了，算法都是仿真软件内部的，我只是在仿真的时候，改变元件参数、记录输出值，然后画出曲线。

那里所谓“恒流补偿”，就是楼主的这个电路，也就是我在7楼第2图重新画的那个。原理我在2楼和7楼都说了。

只看该作者 · 2012-2-23 23:14

受益匪浅

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