PT100转4-20mA电路

1万 · 2019-12-5 13:50

本帖最后由叶春勇于 2019-12-5 17:04 编辑

1万 · 2019-12-5 13:54

本帖最后由叶春勇于 2019-12-6 08:57 编辑

电路分析：
1、由运放输出与电阻的关系式，得出100欧的时候运放输出为0
2、当pt100=200C,电阻为175欧，运放输出电压为verf。
得出电路约束条件：可用于计算机暴力搜索。

只看该作者 · 2019-12-5 16:40

叶春勇发表于 2019-12-5 13:54
电路分析：
1、由运放输出与电阻的关系式，得出100欧的时候运放输出为0
2、当pt100=200C,电阻为175欧，运放 ...

谢谢大神，
恕我愚昧，我还是没算出来这个电路的放大倍数。

1万 · 2019-12-5 16:48

zzgezi 发表于 2019-12-5 16:40
谢谢大神，
恕我愚昧，我还是没算出来这个电路的放大倍数。

放大倍数，输入是什么？我是输入是电阻，输出是电压。你这个桥电压，不能按照仪表放大器那么算。

复制

clear;

clc;

format long

syms r3 r5 x y

r1=3.9e3;

r2=49.1e3;

r4=1e3;

rz=78.32;

rp=127.08;

z=r1*r3*r4*r5/(r2*r3*r5-r1*r3*r4+r2*r4*r5)-rz;

p=r1*r4*r5*(r3+r2)/(r2*r3*(r5+r1))-rp;

a=solve(z,r3);

b=solve(p,r3);

R5=solve(a-b,r5)

R3=subs(a,r5,R5)

这个可以了

1万 · 2019-12-5 16:49

本帖最后由叶春勇于 2019-12-5 17:00 编辑

你的输入是什么，我给你算。这个桥电压已经是个复杂的关系，跟仪表放大器不一样。
我也想算Uo/Ui,你的Ui值得是哪个？
你是想算Uo/vref(5V)的关系吗?还是说Uo/U+,

只看该作者 · 2019-12-5 17:06

叶春勇发表于 2019-12-5 16:49
你的输入是什么，我给你算。这个桥电压已经是个复杂的关系，跟仪表放大器不一样。
我也想算Uo/Ui,你的Ui值 ...

这是用运放和仪表放大器两种方式实现的非线性校正方案，仪表放大器的放大倍数根据RG计算得出62.67V/V,
运放的方案也是放大倍数也是62.67V/V，
仪表放大器的放大倍数好理解，但是运放的放大倍数算不出来。

1万 · 2019-12-5 17:33

本帖最后由叶春勇于 2019-12-5 17:37 编辑

你要找到你关心的输入，我关心的是运放输出与pt100的电阻的关系。你发的电路，正常工作，桥电压为0，虚短。应该不是你关心的。你指的是桥假想开路与输出的关系吗

1万 · 2019-12-6 11:20

zzgezi 发表于 2019-12-5 17:06
这是用运放和仪表放大器两种方式实现的非线性校正方案，仪表放大器的放大倍数根据RG计算得出62.67V/V ...

我看了一下，你贴出来的的单运放算出来的增益应该是当作反向放大器来计算的。

不过根据我自己的计算，这个电路输出0-5V由很多解。
另外，这个电路是哪本书介绍的？能不能共享下。这个单运放放大桥式电路，成本低。由学习价值。
我自己通过matlab搜出输出-55-70，输出1-5V的电路。可直接接4-20ma电路。

1万 · 2019-12-6 11:22

输出1-5V，连负电源都可以不要。

只看该作者 · 2019-12-6 13:32

叶春勇发表于 2019-12-6 11:20
我看了一下，你贴出来的的单运放算出来的增益应该是当作反向放大器来计算的。

不过根据我自己的计算，这 ...

大神，你好；上午一直在忙，附件就是在TI官网上找的资料，里面还有TINA-TI的仿真电路，不太会操作TINA-TI，我一直是用multisim做电路仿真的。

slyt442.zip (91.55 KB)

只看该作者 · 2019-12-6 18:37

叶春勇发表于 2019-12-6 11:20
我看了一下，你贴出来的的单运放算出来的增益应该是当作反向放大器来计算的。

不过根据我自己的计算，这 ...

大神，你能详细推导下这个运放电路的放大倍数吗？你说是反相放大器，

上面这个反相放大器，根据“虚短”和“虚断”很好计算

但是下面这个电路既有负反馈还有正反馈，真心不会计算；

1万 · 2019-12-7 11:06

zzgezi 发表于 2019-12-6 18:37
大神，你能详细推导下这个运放电路的放大倍数吗？你说是反相放大器，

上面这个反相放大器，根据“虚短” ...

首先假设是负反馈占优势，按照负反馈的分析方法。反之如果是负反馈不占优势，按教科书说的理想运放放大无穷大，没有意义。可以按照施密特触发器的分析方法。
首先拆开这个电路把正向端移除。

当U_=0,或（R4很大且R2很小），根据公式，可以理解成反相放大器。
根据我的用matlab的暴力计算，用前面的matlab计算方法也是可以的。但是电桥输出是温度高输出1V，温度低输出5V。

这里按照ti文档的意思，应该是用作同相放大器，温度低输出1V，温度高输出5V。

1万 · 2019-12-7 11:38

本帖最后由叶春勇于 2019-12-7 11:39 编辑

这个是放大倍数估算。

1万 · 2019-12-7 12:29

至于正反馈的补偿，属于精算。

那么U+

1万 · 2019-12-7 12:53

至于pt100产生非线性的原因
1、电阻分压，造成非线性
2、pt100本身的非线性
3、上述非线性，被放大器给放大。
TI文档的公式很长
根据公式，应该是根据电阻取3个点，分别是-55，70，7.5摄氏度的时候，与输出电压U+，对应-55，70，UH UL，用最小二乘法确定R5，来进行补偿。

只看该作者 · 2019-12-7 14:47

叶春勇发表于 2019-12-7 12:53
至于pt100产生非线性的原因
1、电阻分压，造成非线性
2、pt100本身的非线性

谢谢大神，你基本上能理解了。

还有个问题。你在45楼的电路以及PT100阻值与输出电压的关系图也是用matlab画的吗？

如果是的话，能把计算公式和仿真电路图分享下吗？

我正在下载matlab。

再次感谢。

谢谢了。

1万 · 2019-12-8 11:20

zzgezi 发表于 2019-12-7 14:47
谢谢大神，你基本上能理解了。

还有个问题。你在45楼的电路以及PT100阻值与输出电压的关系图也是用matla ...

matlab代码更新：

复制

% 单运放桥式放大电路，计算程序。

% author:qmycy

% date:2019/12/08

clear;

clc;

R1=5.1e3;

R4=1e3;

R5=1.3e5;

T_start=-55;

T_stop=70;

% 参考电压

Vref=5;

% 运放输出最小值

vol=0;

% 运放输出最大值

voh=5;

% pt100 电阻计算开始

get_pt100_res=inline('100*(1+(3.9083e-3*t)-5.775e-7*t^2-4.183e-12*(t-100)*t^3*(1-heaviside(t)))','t')

rz=get_pt100_res(T_start);

rp=get_pt100_res(T_stop);

% pt100 电阻计算结束

syms r1 r2 r3 r4 r5 rx up un uo vref

eq1=(vref-un)/r2-(un-uo)/r3-un/r4;

eq2=(vref-up)/r1-(up-uo)/r5-up/rx;

U=collect(solve(solve(eq1,un)-solve(eq2,up),uo),rx);

Uo=U;

Uo=subs(Uo,vref,Vref);

Uo=subs(Uo,r1,R1);

Uo=subs(Uo,r4,R4);

Uo=subs(Uo,r5,R5);

%求解R2 R3

S=solve(subs(Uo,rx,rz)-vol,subs(Uo,rx,rp)-voh,r2,r3);

R2=round(S.r2)

R3=round(S.r3)

% 画出运放输出曲线

Uo=subs(Uo,r2,R2);

Uo=subs(Uo,r3,R3);

ezplot(Uo,[rz,rp]);