pt100测温电路方面的疑问

只看该作者 · 2014-4-7 14:02

pt100的测量电路，网上给出的大多如上图所示，但是我用各种仿真软件（包括multisim和ti的tina）仿真时，该电路的测量结果非常的不准确。
比如pt100设置为110欧姆时，如果不接后面的放大电路，只测量电桥的电压差时，结果为22点几毫伏，换算成电阻值是正确的。
而连接上放大器后，再测量电桥的电压差时，发现只有20点几毫伏，而经过放大电路后，输出为2点零几伏特，换算成电阻后发现与pt100 的阻值相差非常大。

如果将电桥输出通过运放构成的跟随器隔离后，仿真的结果没有问题，但是实际电路测量依然不准确。

我在试验中使用的运放为op747，发现电桥输出端连接跟随器与不连接跟随器时相差大约有1mV多，通过放大电路放大后，测量得到的电阻值相差接近1欧姆（pt100放置在实验室中电阻值为110欧姆左右），这样换算出的温度与实际温度相差非常大。请问这是什么原因导致的呢？

本人新人，经验和理论都非常少，轻大家多多帮忙。

只看该作者 · 2014-4-7 14:49

连接上放大器后，R3，R5其实并在了PT100两端，所以压差会从22点几毫伏变小为20点几毫伏。

只看该作者 · 2014-4-7 15:11

本帖最后由 wddlmc 于 2014-4-7 15:12 编辑

myf3659 发表于 2014-4-7 14:49
连接上放大器后，R3，R5其实并在了PT100两端，所以压差会从22点几毫伏变小为20点几毫伏。 ...

可是R3、R5的阻值之和超过100k欧姆，pt100的阻值才100多一些欧姆，这样即使并联也不会产生很大影响啊。

另外用运放隔离后，为什么也会出现电压下降的情况呢？

只看该作者 · 2014-4-7 15:45

对，影响是不大，但应该是一个注意的地方。
另外，反馈电阻我觉得用100K有点大了。

“如果将电桥输出通过运放构成的跟随器隔离后，仿真的结果没有问题，但是实际电路测量依然不准确。”这句话不太懂，有没有原理图，实际电路测量，是你实际搭电路了吗？

只看该作者 · 2014-4-7 15:57

myf3659 发表于 2014-4-7 15:45
对，影响是不大，但应该是一个注意的地方。
另外，反馈电阻我觉得用100K有点大了。

这样，中间加了2个跟随器，仿真结果没有问题，但是实际连接之后，发现跟随器加上之后也有压降。

只看该作者 · 2014-4-7 16:05

是哪里有压降呢？运放U1A的最终输出吗？
反馈电阻太大，偏置电流会对输出结果产生影响，建议把反馈电阻该小一点。

只看该作者 · 2014-4-7 16:08

还有，你输出是直接进MCU的AD口吗？还是去哪里了？会不会1K电阻上的分压太大了，你量R7的左端会不会就正常了。

只看该作者 · 2014-4-7 16:11

myf3659 发表于 2014-4-7 16:05
是哪里有压降呢？运放U1A的最终输出吗？
反馈电阻太大，偏置电流会对输出结果产生影响，建议把反馈电阻该小 ...

是图中AB两端电压

只看该作者 · 2014-4-7 16:14

本帖最后由 wddlmc 于 2014-4-7 16:16 编辑

myf3659 发表于 2014-4-7 16:08
还有，你输出是直接进MCU的AD口吗？还是去哪里了？会不会1K电阻上的分压太大了，你量R7的左端会不会就正常 ...

后面连接的是mcp3208芯片，不过就算后面什么都不接，8楼AB两端的电压也还是不对啊（用万用表测pt100的电阻式110.5左右，换算成电压应该是23.5mV，但是实测电压为22.4mV）。

对了，我没有按照图中用二极管和电位器将VCC转成4.096V，而是直接用的ref195提供的5V电压。电路工作时，5V电压没有变化。

只看该作者 · 2014-4-7 16:21

不知道你是刚上电测的压差，还是等会才测的。
实际中我用过NTC，设计时一般要求流过NTC的电流小于1ma，电流过大，电阻自身也会产生热量，其阻值其实发生了变化。
如果是UAB变小了，那似乎跟我的解释就矛盾了。

只看该作者 · 2014-4-7 16:28

其实你可以用万用表实际测量一下P1和VR2两端在接后面电路与不接后面电路时阻值上的差别。
上面说了那么多，我认为最大的原因在于你一直认为P1就是110欧姆，VR2就是你选定的值，其实他们并联电阻以后阻值都放生了变化，你按接上后端电路后的测量出的实际等效阻值分压。然后再相减，看看是不是就不偏小了。
我也只知道这么多了，希望你有结果后公布一下，大家一起学习进步。

只看该作者 · 2014-4-7 16:35

我觉得电阻的影响要大于5v电压变化的影响，应为你最终求的结果是“（R1/R2-R3/R4）*V ”（R1、R2、R3、R4只是泛指，与你电路图里的电阻标号无关）。电源电压是电桥共用的。

只看该作者 · 2014-4-7 16:38

我用到的NTC精度做到1%就算高的了。如果对温度没有特别要求，温度检测偏差偏差2-3度我觉得都可以接受

只看该作者 · 2014-4-7 16:39

myf3659 发表于 2014-4-7 16:28
其实你可以用万用表实际测量一下P1和VR2两端在接后面电路与不接后面电路时阻值上的差别。
上面说了那么多， ...

啊，这个电阻变化您能再详细的说一下吗？可能这就是问题所在啊。

只看该作者 · 2014-4-7 16:44

就是因为他跟后面的电阻并联了，具体多大因为运放是个有源器件，我也说不清，所以建议你实际用万用表测试下电阻值，包括那两个2K的电阻，然后实际算下电压差是不是就是你用万用表测到的，如果是那就是并联电阻导致的。到时程序里修正下就可以了。
我可以确定的是：PT肯定不是110欧姆了，VR2也不是你选定的值。
另外，既然对温度要求高，那么电阻就要选的精度高一点，起码也得1%精度的。

只看该作者 · 2014-4-7 17:40

myf3659 发表于 2014-4-7 16:44
就是因为他跟后面的电阻并联了，具体多大因为运放是个有源器件，我也说不清，所以建议你实际用万用表测试下 ...

如果没有加跟随器，那么后面的电路肯定会影响电桥，不过并不是这么简单计算出来的……实际测量了一下也不能吻合。
而加跟随器隔离后电压依然往下掉，感觉会不会和放大器有关系呢？不过我查了一下，OP747的各项性能都非常好，影响肯定不会这么大的啊……

只看该作者 · 2014-4-7 18:04

运放输入阻抗很大，加运放隔离后，其实可以忽略并在PTC和VR2两端的电阻了。这个我忽略了。
会不会因为2K电阻的精度不够高导致的？

只看该作者 · 2014-4-7 18:09

运放本身需要电流的,这样100K电阻反馈会有一部分"消失",造成放大倍率不对;

另外如果误差在5%,甚至10%都是属于正常的现象,计算时都是按照理想情况算的,最终会有误差,难道你想PT100电阻安装好之后就显示到A级0.15的温度精度吗?你核算一下0.15的温度对应的电阻误差是多少,你用的精度要达到多少才行,原件的各项不确定的漂移有多少,总需要标定的,要不然,不说普通的温度计了,你看看那些上千的万用表,为什么要加装调整电阻,人家用精密足够的电阻也不敢装好就用;精度主要还是标定和稳定性决定的

只看该作者 · 2014-4-7 18:09

我打的字怎么会丢???

只看该作者 · 2014-4-7 22:42

myf3659 发表于 2014-4-7 18:04
运放输入阻抗很大，加运放隔离后，其实可以忽略并在PTC和VR2两端的电阻了。这个我忽略了。
会不会因为2K电 ...

特意拿的实验室里的0.1%的电阻，肯定没问题呀

pt100测温电路方面的疑问

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