Dyagram Design nan wo-presizyon tèmik rezistans mezi sikwi ki baze sou twa-fil sistèm

Capteur Thermistor se yon Capteur tanperati ki gen valè rezistans chanje ak tanperati a anbyen. Pami yo, se thermistor ki fèt ak platinum metal lajman itilize paske nan estabilite bon li yo, presizyon segondè, ak lajè tanperati ranje mezi. Tèmomèt thermistor pou mezire tanperati yo sitou ki konpoze de detèktè tèmomèt, mezire enstriman ekspozisyon, ak konekte fil. Depi sansiblite tanperati a nan Capteur a tèmomèt tèt li se ki ba, rezistans nan liy nan fil la konekte gen yon enfliyans sou rezilta a mezi ki pa ka inyore. Yo nan lòd yo elimine enfliyans nan rezistans a fil, tèmomèt la lajman sèvi ak pon an balanse twa-fil metòd koneksyon. Metòd sa a ka konpanse erè tanperati a nan yon sèten mezi, men enfliyans nan rezistans nan liy toujou egziste. Yon metòd konpansasyon rezistans fil twa fil ki baze sou vòltaj konstan ak divizeur vòltaj yo pwopoze. Awondisman an se senp epi fasil aplike, ak enfliyans nan rezistans a fil ka konplètman elimine. Konpare ak metòd la konpansasyon rezistans fil pwopoze nan literati a ki sèvi ak plis sikwi pyès ki nan konpitè pou konpansasyon rezistans fil, metòd sa a gen yon sikwi konpansasyon rezistans fil ki pi senp.

1 analiz de metòd mezi tèmomèt souvan itilize

Pou tèmomèt PT100 platinum, relasyon ki genyen ant rezistans li yo ak tanperati a bay nan echèl la tanperati entènasyonal BS -90 jan yo montre nan fòmil (1).

Nan fòmil la, RT se rezistans nan rezistans a tèmik nan yon tanperati ki nan degre t, r {{0}} se rezistans nan rezistans a tèmik nan yon tanperati ki nan 0 degre, R {{2} ω, yon =3. B =-5. 847x 10-7 degre -2, C =-4.
Soti nan fòmil (1), li ka wè ke sansiblite a nan PT1 0 0 rezistans tèmik la se sou 0. 38Ω/ degre. Yo nan lòd yo diminye enfliyans nan rezistans a liy nan fil la konekte sou rezilta a mezi, se metòd la pon twa-fil jeneralman itilize pou mezi. Vr =1 V. Prensip sikwi a montre nan Figi 1. RT se rezistans mezire tanperati a, R se rezistans fil konekte, R1, R2, R3 yo se bra pon fiks, r 1= r {{11} Nan sikwi sa a, twa fil yo ki konekte nan bra a pon Capteur, bra a pon rezistans ak fen a pwodiksyon respektivman. Metòd sa a ka fasilman mezire rezistans RT a yo dwe mezire. Sepandan, nan itilizasyon aktyèl, gen souvan yon distans sèten ant Capteur a tanperati a ak sikwi a mezi tanperati, ak rezistivite a nan fil la konekte se sou 0.1 ~ 0.5 Ω/m. Erè mezi a ki te koze pa rezistans nan fil konekte R pa ka inyore.

Jan yo montre nan Figi 1, lè rezistans liy R a pa konsidere, pwodiksyon pon an se:, lè yo konsidere rezistans liy lan, pon an pwodiksyon VC=VR (RT+R) ／ (R 1+ RT+R) -vr (r {{{} bridge is balanced when Rt=Rx, that is, R2Rx=R1R3, and the bridge arm resistance R1=R2=R3=Rx=R, when Rt changes by △R, that is, RT=R+△ R, erè ki te koze pa egzistans lan nan rezistans liy R a ka kalkile kòm:

Li ka wè ke rezistans nan fil R afekte rezilta a mezi nan RT, epi li pa ka konplètman elimine pa kous la zeroing. Baze sou analiz ki anwo a, yon divizeur vòltaj konstan twa-fil wo-presizyon preamplifier sikwi ki ka konplètman elimine erè fil yo pwopoze yo.

2 konstan vòltaj divizeur twa-fil mezi sikwi

2.1 Prensip Mezi

Vòltaj konstan divizeur twa-fil metòd yo itilize isit la ki mezire rezistans ka elimine entèferans nan rezistans fil. Se dyagram ekivalan schematic li yo montre nan Figi 2. kote RT se rezistans a tèmik. R se rezistans ekivalan fil la. VR se vòltaj la referans, VAD se vòltaj la referans nan konvètisè a A/D, e se faktè a mikwoskòp vòltaj.

Relasyon debaz la ka jwenn nan lwa Ohm a:

Soti nan fòmil (3), li ka wè ke lè RV ak VR yo konnen, yo jwenn RT, sèlman V2 ak V1 bezwen yo dwe mezire, epi li pa gen anyen fè ak rezistans nan fil r. Ak presizyon nan mezi sèlman depann sou presizyon nan RV ak presizyon nan mezi nan V1 ak V2. Rezistans nan fil ki pa ka elimine nan metòd la pon konplètman elimine nan divizeur a vòltaj konstan twa-fil metòd.
Depi tanperati a nan rezisteur tèmik la ap monte lè aktyèl pase nan li, yo dwe pwòp tèt li pwòp tèt ou-erè dwe konsidere, se sa ki, tanperati a monte erè ki te koze pa aktyèl la ap koule tankou dlo nan rezistans a tèmik dwe konsidere. PT1 souvan itilize 0 0 aktyèl rezistans tèmik aktyèl la se sou 1 Ma. Nan 0 degre, li ekivalan a yon pouvwa pwòp tèt ou-chofaj nan sou 0.1 MW. Lè yo mezire ak presizyon segondè, pouvwa a pwòp tèt ou-chofaj yo ta dwe plis redwi diminye erè nan pwòp tèt ou-chofaj. Isit la, VR =2. 5V ak RV =10 KΩ yo mete, ak pouvwa a pwòp tèt ou-chofaj se sou 0.006 MW.

2.2 Mezi amelyore presizyon mezi

Menm jan ak twa-fil la balanse metòd pon, tension yo pwodiksyon V1 ak V2 nan kous la yo montre nan Figi 2 yo se ti nan valè, ak yon anplifikasyon vòltaj premye nivo yo ta dwe ajoute anvan A/D konvèsyon. VR nan vòltaj referans se jeneralman bay pa yon sous vòltaj presizyon konstan bay yon siyal vòltaj ki estab. Anplis de sa, lè lojisyèl an mikrokontroleur chwazi yon algorithm ki apwopriye ak longè mo nan kalkil matematik, erè nan kalkil kapab tou gen pou inyore. Sepandan, faktè a anplifikasyon ak RV nan sikwi a anplifikatè ap varye soti nan eleman nan eleman, espesyalman nan pwodiksyon an mas, presizyon nan konpozan se difisil asire inifòmite. Se poutèt sa, pou yon sikwi opinyon espesifik, erè a ki te koze pa ak RV dwe tou dwe konsidere.
Yo nan lòd yo elimine erè a ki te koze pa ak RV, ka metòd la kalibrasyon dwe itilize otomatikman kalifye ak kalkile kous la aktyèl ak valè RV pandan pwodiksyon enstriman. Sa yo de paramèt yo Lè sa a, anrejistre nan memwa a ki pa temèt nan enstriman an. Lè enstriman an mezire tanperati a, paramèt yo li ak kalkile dapre fòmil (1) jwenn egzat tanperati a mezire.
Si se fil la long nan Figi 2 ranplase pa fil ki pi kout la posib (sètadi r =0), ak se rezistans tèmik RT a ranplase pa yon rezistans presizyon R, VAD se vòltaj la referans nan A/D konvètisè a, se faktè a mikwoskòp vòltaj, ak rès la rete chanje, Lè sa a,:: Lè sa a,:: Lè sa a,: Lè sa a,: Lè sa a,:

Nan fòmil (4), R se yon rezistans presizyon ak yon valè rezistans li te ye; D se rezilta konvèsyon A/D, ki ka fasilman li nan aparèy ekspozisyon enstriman an; VR ak VAD se tension referans yo, ki se konstan; se faktè agrandisman total kous la; K se faktè pwopòsyonèl konvèsyon A/D, tankou K =214 pou yon konvètisè 14- ti jan A/D. Lè sa a, gen sèlman de inkonu RV ak nan fòmil (2). Pou yon sikwi opinyon espesifik, si de rezistans presizyon R1 ak R2 ak valè rezistans li te ye yo ki konekte nan kous la yo montre nan Figi 2 pou kalibrasyon (lè kalibrasyon, eseye fè R =0), yon seri de ekwasyon de-varyab lineyè ka jwenn. Se konsa, pou yon sikwi opinyon espesifik, ak RV ka rezoud soti nan ekwasyon yo, ak rezilta yo se jan sa a:

Ka metòd la kalibrasyon pi wo a dwe rezime jan sa a: de presizyon rezistans estanda R1 ak R2 ak valè rezistans li te ye yo ki konekte nan tèminal yo opinyon nan enstriman an respektivman, ak rezistans nan fil la konekte minimize kòm anpil ke posib. Nan moman sa a, yo anrejistre lekti enstriman D1 ak D2, ak paramèt yo enkoni ak RV nan enstriman an kalibre ka kalkile nan ranplase yo nan fòmil (5). Nan itilize, li rekòmande yo sèvi ak sous la referans menm pou VR ak VAD, se konsa ke kalkil la nan nan fòmil (5) se endepandan de presizyon nan vòltaj la referans. Metòd sa a diminye diferans ki genyen ant sous referans diferan, espesyalman enfliyans nan flote tan ak flote tanperati nan referans diferan.
2.3 Awondisman Mezi
Figi 3 se kous la opinyon devan nan sistèm nan mezi tanperati-wo presizyon PT100, nan ki vòltaj la referans PT100 ak vòltaj la referans nan A/D konvètisè ICL7135 la se menm sous la referans vòltaj. De mezi siyal yo opinyon V1 ak V2 nan PT100 yo anplifye pa menm anplifikatè a operasyonèl (1+ R3/R4) fwa ak Lè sa a, antre nan konvètisè a A/D. Se mikwo relè K1 a itilize pou seleksyon chanèl. Metòd sa a pataje anplifikatè operasyonèl la, konvètisè A/D, ak sous vòltaj referans, diminye enpak la nan diferans ki genyen ant aparèy diferan sou rezilta yo mezi. Rezilta konvèsyon A/D ICL7135 konekte ak mikrokontroleur nan mòd seri, ki ka anpil sove pò IO nan mikrokontroleur la. Lè kalibrasyon kous la, rezistans estanda 100Ω ak 300Ω yo te itilize pou kalibrasyon, ak rezilta yo kalibrasyon ak RV yo estoke nan EEPROM nan sistèm nan mikrokontroleur. Nan mezi aktyèl, sistèm nan mikrokontroleur pran soti ak RV kòm valè li te ye, ak kalkile valè a RT rezistans pa fòmil (3).

2.4 Analiz de tès Awondisman Mezi

Konpare ak twa-fil la balanse metòd pon, rezilta yo deteksyon nan sikwi sa a yo te anpil amelyore. Tablo 1 se yon konparezon nan valè yo rezistans estanda mezire pa de metòd diferan. Pami yo, R se rezistans liy lan.

Li ka wè nan tablo 1 ki rezilta yo mezi teyorik nan twa-fil la balanse metòd pon gen gwo erè, ak erè a ki te koze pa ogmantasyon nan rezistans nan liy R se pi gwo. Kòm valè rezistans nan rezistans tèmik yo dwe mezire ogmante, erè a absoli tou ogmante. Nan tablo 1, erè absoli a se 2.57% lè rezistans a mezire rt =300 ω ak rezistans liy r =20 ω. Rezilta mezi aktyèl yo nan metòd la amelyore twa-fil yo itilize nan papye sa a gen yon erè absoli nan sèlman 0. 3 Ω ak yon erè relatif nan ± 0. 1% nan ranje a done mezire. Konvètisè A/D yo itilize nan kous la se sèlman ekivalan a 14- ti jan A/D presizyon konvèsyon. Si yo itilize yon konvètisè ki pi wo-presizyon A/D, yo ka reyalize pi wo mezi presizyon. Nan aktyèl tèmik rezistans Capteur tanperati a mezire enstriman, li se tou nesesè yo ajoute yon pwogram ki gen rapò ki konvèti rezistans a mezire nan tanperati ki koresponn lan. Sa vle di, apre yo fin mezire RT, valè tanperati aktyèl la ka rezoud avèk presizyon pa fòmil (1).

3 Konklizyon

Metòd la pon balanse twa-fil se lajman ki itilize nan mezi rezistans tèmik, men gen yon pwoblèm ki erè a mezi ki te koze pa rezistans nan plon Capteur pa ka elimine. This paper analyzes the problems existing in the balanced bridge method for measuring thermal resistors, proposes a constant voltage divider three-wire measurement method, analyzes the causes and influencing factors of the measurement circuit error, derives and establishes the influencing parameters and formulas of the resistance to be measured, and designs a complete measurement circuit, including a signal amplifier and an A/D converter as well as an interface Awondisman ak yon mikro sèl-chip. Finalman, se presizyon nan tès nan sikwi a ki fèt teste ak detèmine. Tès la montre ke lè twa-fil balanse metòd la pon mezire valè a rezistans estanda nan 1 0 0 ~ 300Ω ak rezistans nan liy se 0 ~ 20Ω, erè a **** mezi rive nan 2.57%, pandan y ap balanse nan twa-fil erè mezi se sèlman ± 0.1%. Se konsa, yon wo-presizyon twa-fil tèmik rezistans mezi sikwi jwenn.