多通道Pt100测量误差过大，求原因（已贴图）
本帖最后由 chdzhang 于 2013-3-4 19:52 编辑方案： AD7709+CD4051构成多通道的pt100采集系统，测量使用3线制。
说明： AD7709提供恒流200uA，并实现差分采集； CD4051和138构成多通道切换；pt100采用三线制测量， 一段接 恒流激流，同时接AD7709的 AD端； 另一端接地和AD7709的AD另外一端。
pt100计量标准：在多通道中设置一个参考电阻R0，测量的电压与它比较可以获得pt100的电阻。
问题：在 常温下，目前通道间测量的pt100误差有2-3ohm，对测温误差就太大了。
求： 误差的原因及改进方法。
示意图如下，通道选择是用CD4051实现，分别用于给PT100的恒流和测量返回电压的切换。 4051的通道通过138译码实现。
实际电路以AD7709 推荐的3线制做的。只是增加了通道选择而已。
电阻测量标定方法： 通道0为已知电阻，阻值R0； 被恒流源激励后，其测量电压是V_adR0; 可知恒流大小I0= V_adR0/R0
其他通道为p100，若被测量的pt100的AD值是V_adpt100;则其电阻=V_adpt100/I0。
说了这么多你怎么不把图纸放上来，
没图说个鸟 没JB说个图 4051电阻太大了，这测个屁啊，不看资料啊？！ 没图说毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛毛 czzhouyun 发表于 2013-3-4 12:20 static/image/common/back.gif
4051电阻太大了，这测个屁啊，不看资料啊？！
看了，确实比较大。
一般通道切换用什么方案呢？
czzhouyun 发表于 2013-3-4 12:20 static/image/common/back.gif
4051电阻太大了，这测个屁啊，不看资料啊？！
请问：我的图示的方案存在哪些问题。
目前我采用这样的方案构建了128通道，第0通道用一个标准电阻做对比。实验发现：pt100的电阻在对比电阻附近的，误差小，远离它则误差很大；即使用电阻来做标定也是这样的问题。 没太看明白你是怎么标定的
但我想的方法是 你0通道接标准电阻 然后采集电路采集 计算出来的电压值 大于这个标准电阻 记下这个差值（模拟开关导通电阻）
然后切换到PT100回路 每次采集 计算出来的电阻值 要减去上面的差值 然后再去计算对应的温度值
误差较大的情况 也可能跟你的计算公式有关 你是查表还是用公式 用公式要分段计算
7705有恒流输出？ haizheng4 发表于 2013-3-4 19:08 static/image/common/back.gif
没太看明白你是怎么标定的
但我想的方法是 你0通道接标准电阻 然后采集电路采集 计算出来的电压值 大于这个 ...
由于恒流源电流是一定的，如I0，并不一定是 AD709芯片所说的200uA。但是该电阻是已知的，测量的AD值除以 电阻就是 芯片产生的恒流 电流大小I0。
然后测量每个通道的AD值，用它除以恒流源电流I0就是其电阻。 R—_PT100=V_ad100/I0。
marshallemon 发表于 2013-3-4 19:31 static/image/common/back.gif
7705有恒流输出？
AD7709
说错了。 大家有没有好的 多通道测量pt100的方案，望分享！ 我以前用7135做电阻数显表，测电阻就出现电阻误差过大，不知道为什么？？采集的数字量都不线性，坐等楼主找出问题 我是找不到方法。
关键是要找到问题的原因，
1。方案是否可行？或者新的方法
2.问题到底是什么引起？ 电流源使用独立的模拟开关切换, 不要和AIN的测量切换供用. 一共应该是四组切换开关了吧 Pt100测温不一定要恒流源,用TL431-2.5的电压基准,Pt100和一个10K的电阻串联,这样把8路独立开来,然后用模拟开关加运放跟随测分压也可以的,这样模拟开关的内阻就 不影响了 本帖最后由 dengxiaofeng 于 2013-3-5 08:49 编辑
16楼的 方法可行
直接用模拟开关我就不说了什么校准 都不可靠的
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高精度多路你要做巡检仪么
这个东西 要 按照要求 砸 好器件上去 否则 没效果的 elec2000 发表于 2013-3-5 07:59 static/image/common/back.gif
Pt100测温不一定要恒流源,用TL431-2.5的电压基准,Pt100和一个10K的电阻串联,这样把8路独立开来,然后用模拟 ...
谢谢！
尝试一下！ dengxiaofeng 发表于 2013-3-5 08:48 static/image/common/back.gif
16楼的 方法可行
直接用模拟开关我就不说了什么校准 都不可靠的
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如果pt100的线缆过长，这种方式 影响大吗？
以前我测量电阻就是16楼推荐的方式；但是考虑着pt100会受电流大小、线阻等影响，采用电流激励的方式了。结果还不理想。 是图示的方案吗？
如果我要做128路，就必须用cd4051来切换。 但是仍然有 cd4051的通道电阻影响，除非将 采集的线缆下移；这样就需要更多的AD了啊？ 本帖最后由 twitter 于 2013-3-5 12:53 编辑
chdzhang 发表于 2013-3-5 12:33 static/image/common/back.gif
是图示的方案吗？
如果我要做128路，就必须用cd4051来切换。 但是仍然有 cd4051的通道电阻影响，除非将...
那位的意思应该是模拟开关加在AD前面，不是串在Pt100回路里。恒压源测量方法。
由于R0和参考电压是已知的，该路电流就知道了，Pt100上电压又是AD测出的，欧姆定律算一下就知道了。但这个方案对参考电压和R0限流电阻精度都有要求的。
线阻的问题，一般靠三线制或四线制来解决。 twitter 发表于 2013-3-5 12:50 static/image/common/back.gif
那位的意思应该是模拟开关加在AD前面，不是串在Pt100回路里。恒压源测量方法。
由于R0和参考电压是已知的 ...
那这种方式 还是有 通道选择的阻值问题；无非不是用恒流源而已。对吧？ lvhoujun 发表于 2013-3-5 21:49 static/image/common/back.gif
pt100接恒流源的目的是防止测量电路的温度漂移,与测量值有关的其它电路的温漂也要考虑，比如你的R0和多路开 ...
能否告知 多通道的一个切实方案。
因为我们的实验通道数目要求比较多。 twitter 发表于 2013-3-5 12:50 static/image/common/back.gif
那位的意思应该是模拟开关加在AD前面，不是串在Pt100回路里。恒压源测量方法。
由于R0和参考电压是已知的 ...
您意思是：
pt100上面 上拉 参考电阻，再接恒压源。 多个pt100，如何切换呢？ 难道每个pt100都这样布置？？这样不管AD是否测量，pt100上总是有一个电压的？ 说实话：pt100的测量都比较成熟了，但 对我们来说 这样成熟的技术，我从现有的参考文献来看，没有找到切实可以借鉴或者重复使用的方法。 这个确实比较成熟的技术了，我见过96路高速巡检。可以做的很精确 k2866 发表于 2013-3-5 23:10 static/image/common/back.gif
这个确实比较成熟的技术了，我见过96路高速巡检。可以做的很精确
我的级别低，不能发消息。
这是学校研究用，路基实验。每次都需要多通道的温度采集。 希望有经验的分享一下。 本帖最后由 gdjsfy_86 于 2013-3-6 13:51 编辑
我做过256通道的测PT1000，就是恒流源+4051做的，测量精度0.1欧，具体不能说了 公司的产品 albert_w 发表于 2013-3-5 00:57 static/image/common/back.gif
电流源使用独立的模拟开关切换, 不要和AIN的测量切换供用. 一共应该是四组切换开关了吧 ...
谢谢。
这种方法可以避免 通道电阻的问题，无非是 通道选择多了而已。 gdjsfy_86 发表于 2013-3-6 13:46 static/image/common/back.gif
我做过256通道的测PT1000，就是恒流源+4051做的，测量精度0.1欧，具体不能说了 公司的产品 ...
请指点一下：
我的方法 误差这么大的原因？
上面有人提出在AD前加通道选择。即 4路通道选择。 这样避免4051的通道电阻。
gdjsfy_86 发表于 2013-3-6 13:46 static/image/common/back.gif
我做过256通道的测PT1000，就是恒流源+4051做的，测量精度0.1欧，具体不能说了 公司的产品 ...
不说产品：
针对我的方案，怎么改进。
谢谢！！
本帖最后由 gdjsfy_86 于 2013-3-6 14:34 编辑
chdzhang 发表于 2013-3-6 13:59 static/image/common/back.gif
谢谢。
这种方法可以避免 通道电阻的问题，无非是 通道选择多了而已。 ...
增加开关选择 ，避开通道电阻 标定
让开关传输电压， pt100检出后用运放转换成电压再接入4051，否则4051内阻太大，会影响精度 来看看LZ搞定了没有，实际上有很小导通电阻的模拟开关，印象中有0.XΩ的导通电阻的模拟开关，具体型号忘了，去到美信找找 czzhouyun 发表于 2013-3-6 17:14 static/image/common/back.gif
来看看LZ搞定了没有，实际上有很小导通电阻的模拟开关，印象中有0.XΩ的导通电阻的模拟开关，具体型号忘了 ...
还没有解决。 dody1209 发表于 2013-3-6 16:59 static/image/common/back.gif
pt100检出后用运放转换成电压再接入4051，否则4051内阻太大，会影响精度
如果是多通道测量，难道每个通道都要先放大？ 以下这种方式是否可以？
或者每个pt100的电阻切换到地都可以用 切换开关来做。
pt100采用3线制。 好好看看三线制测电阻原理，要减去引线电阻的误差，得出Pt100的实际电阻值 chdzhang 发表于 2013-3-6 20:11 static/image/common/back.gif
以下这种方式是否可以？
或者每个pt100的电阻切换到地都可以用 切换开关来做。
电路换成这 jinfen 发表于 2013-3-6 20:12 static/image/common/back.gif
好好看看三线制测电阻原理，要减去引线电阻的误差，得出Pt100的实际电阻值 ...
3线制，我理解。我第一个 ad7709推荐的图就有。
目前我的侧脸误差应该不是3线制没有接好造成的？ jinfen 发表于 2013-3-6 20:28 static/image/common/back.gif
电路换成这
谢谢。你的visio用到很好。
不理解 3个 4051. chdzhang 发表于 2013-3-6 20:46 static/image/common/back.gif
谢谢。你的visio用到很好。
不理解 3个 4051.
用三个4051测量就是要得出引线电阻
chdzhang 发表于 2013-3-6 20:45 static/image/common/back.gif
3线制，我理解。我第一个 ad7709推荐的图就有。
目前我的侧脸误差应该不是3线制没有接好造成的？ ...
如过是四线制测量，你那电路就可以保证精度 jinfen 发表于 2013-3-6 21:53 static/image/common/back.gif
如过是四线制测量，你那电路就可以保证精度
请问你的导线 电阻Rb呢？ 导线电阻Rb没有电流通过，运放电路为正向单端放大，Rb基本上不会引入误差 其实你把引线想象成电阻就比较好理解了，Rb只相当于运放的输入电阻 jinfen 发表于 2013-3-7 14:54 static/image/common/back.gif
其实你把引线想象成电阻就比较好理解了，Rb只相当于运放的输入电阻
谢谢！
那计算公式能否解释一下。 你给的计算公式Vbc-（Vac-Vbc）。 那不就是 VAC。 没有看到 线阻消除的问题。 线阻=（Vac-Vbc）
。 chdzhang 发表于 2013-3-7 15:44 static/image/common/back.gif
线阻=（Vac-Vbc）
。
应该我没写错吧，Vbc - ( Vac - Vbc) = 2Vbc - Vac chdzhang 发表于 2013-3-7 15:44 static/image/common/back.gif
线阻=（Vac-Vbc）
。
Vac - Vbc 是单条引线电阻上产生的压降 jinfen 发表于 2013-3-7 16:29 static/image/common/back.gif
应该我没写错吧，Vbc - ( Vac - Vbc) = 2Vbc - Vac
对，这个公式正确了。
调试后 发结果。
谢谢！！ chdzhang 发表于 2013-3-7 16:43 static/image/common/back.gif
对，这个公式正确了。
调试后 发结果。
等楼主好消息，我的毕业设计也是这个 sunocean 发表于 2013-3-8 09:26 static/image/common/back.gif
等楼主好消息，我的毕业设计也是这个
你那个学校？
设计的对象是什么？ 你参考下这个方案,ADC和DAC的电路 lmt50211 发表于 2013-3-8 11:45 static/image/common/back.gif
你参考下这个方案,ADC和DAC的电路
谢谢。
先尝试不加滤波和电压跟随器的方案。 如果不行，按你的电路加上。 lvhoujun 发表于 2013-3-8 17:22 static/image/common/back.gif
测温范围、精度要求和成本要求？
测量范围i -20度~80度， 测量路基的。精度 0.5度的误差。 lvhoujun 发表于 2013-3-9 20:19 static/image/common/back.gif
用DS18B20做，既便宜又简单，适合多点测量，技术指标符合要求。一般测温100~600度之间时，才用PT100,常温 ...
谢谢！原来也想过用18b20。实际上用它简单多了。
另外：18b20接线可以接多少米，单总线上可以挂多少个？ lvhoujun 发表于 2013-3-9 21:06 static/image/common/back.gif
看我做的精度0.1度的温度计
用的是什么传感器？ lvhoujun 发表于 2013-3-10 19:49 static/image/common/back.gif
18B20的接线有人做过150米。我认为为了可靠，用屏蔽线连接50米应该是没问题的。建议单总线不要接太多，没 ...
谢谢。
我们试验要用上百个。 确实用18B20 就没有现在这么多问题。 jinfen 发表于 2013-3-6 20:28 static/image/common/back.gif
电路换成这
误差还是大。 与原来的结果差不多。 本帖最后由 chdzhang 于 2013-3-11 15:59 编辑
jinfen 发表于 2013-3-6 21:53 static/image/common/back.gif
如过是四线制测量，你那电路就可以保证精度
对200uA激励 ，通达选择后直接进入AD 采样，AD中设置放大了的。
误差大。 但是 参考电阻附近测量的误差很小。 chdzhang 发表于 2013-3-11 15:53 static/image/common/back.gif
对200uA激励 ，通达选择后直接进入AD 采样，AD中设置放大了的。
误差大。 但是 参考电阻附近测量的误差 ...
在发个图你看看,三线制要求3根线的阻值要一致, chdzhang 发表于 2013-3-11 15:53 static/image/common/back.gif
对200uA激励 ，通达选择后直接进入AD 采样，AD中设置放大了的。
误差大。 但是 参考电阻附近测量的误差 ...
有干劲，周一就出结果了，看了你那测试表格，提几点意见，
1：先简单后困难，先搞定一通道的测量，再来处理多通道，因为多通道切换还涉及到电路的延时和测量的延时，只要一通道先测好那多通道就很简单了。
2：测量的值跳动不是一般的大，而是非常的大，Pt100测温要达到分辨率0.1度，以0度附近为例，温度0.1度时电阻值是100.039R，所以你的测量值要保持稳定跳动要小，还要在电路上和程序上多下点功夫。
3：误差大有很多方面，需要你一个个去排查，先保证AD测量电压准确再考虑测量电阻。
4：如果项目比较急可以买现成的温度巡检仪，市面上有很多可以选择，或者考虑用DS18B20。 elec2000 发表于 2013-3-11 17:01 static/image/common/back.gif
在发个图你看看,三线制要求3根线的阻值要一致,
激励源最好是恒流，恒压激励和回路电阻有很大关系，会引入误差 jinfen 发表于 2013-3-11 17:16 static/image/common/back.gif
有干劲，周一就出结果了，看了你那测试表格，提几点意见，
1：先简单后困难，先搞定一通道的测量，再来处 ...
谢谢！
再按照你的方法尝试！！ jinfen 发表于 2013-3-11 17:23 static/image/common/back.gif
激励源最好是恒流，恒压激励和回路电阻有很大关系，会引入误差
是恒流，AD7709带200uA 的电流源。 elec2000 发表于 2013-3-11 17:01 static/image/common/back.gif
在发个图你看看,三线制要求3根线的阻值要一致,
op07是双电源供电，我这里用3.3V单端供电不行。因为输入信号小于30mV。 测量OP07的熟人和输出差别太大。
怎么解决？ 到美信网上去看看切换器 fulitun 发表于 2013-3-13 20:29 static/image/common/back.gif
到美信网上去看看切换器
不懂。
能否具体点
chdzhang 发表于 2013-3-13 20:14 static/image/common/back.gif
op07是双电源供电，我这里用3.3V单端供电不行。因为输入信号小于30mV。 测量OP07的熟人和输出差别太大。
...
用TL27L2轨对轨双运放
chdzhang 发表于 2013-3-6 20:04 static/image/common/back.gif
如果是多通道测量，难道每个通道都要先放大？
這樣做,誤差小.使用的運放會多一些. 不過我喜歡這么做 elec2000 发表于 2013-3-13 21:50 static/image/common/back.gif
用TL27L2轨对轨双运放
LM358可行吗？ 温度测量好像只能用查表法来做，好像不是线性的 楼主的资料参考价值不大。 你这个温度范围内，很多路数的话，最好用电流型温度传感器，AD590AD592TMP17……
可以矩阵接法，接线调试都很简单。具体你看下AD592的资料就全明白了。
三线制的铂电阻引线不能过长，18b20的路数多影响速度，并且都会因为接线太多不方便。
对外围元件要求不高。
elec2000 发表于 2013-3-11 17:01 static/image/common/back.gif
在发个图你看看,三线制要求3根线的阻值要一致,
增加滤波后效果好一些，当仍需要改进。
你的滤波电路，为什么一阶滤波后还要串1k电阻。 zhanan 发表于 2013-3-15 20:01 static/image/common/back.gif
对外围元件要求不高。
谢谢，电流型的可以避免大误差。
1这个需要进行冷端补偿吗？
2 DS18B20为什么说接线麻烦呢？毕竟只需要1线就可以了？ 我还想后面用这种方法。
不过用电流型的传感器比较好，避免DS18B20需要标定序列号，记录通道。用AD592的传感器，你测量后的精度是多少？ yamqqqq 发表于 2013-3-15 10:25 static/image/common/back.gif
温度测量好像只能用查表法来做，好像不是线性的
我是查表法，按照表格每间隔1度查表得。 数据处理都在电脑上做的。下位机仅采集原始数据。 jinfen 发表于 2013-3-6 20:28 static/image/common/back.gif
电路换成这
已贴心的实验结果，增加滤波后，还是有一些问题。请看看。 dilongsong 发表于 2013-3-15 17:44 static/image/common/back.gif
楼主的资料参考价值不大。
望推荐一个参考意义大的。 chdzhang 发表于 2013-3-16 11:11 static/image/common/back.gif
已贴心的实验结果，增加滤波后，还是有一些问题。请看看。
1：数据上还是跳动很大，可以考虑用ICL7135做AD，在慢速低电平测量上面是很稳定的(市面上的那些温控表一般都是这个)，通过定时方法可以把AD扩到16Bit。
2：运放建议用OP07。
3：电流源太小，大一点可以抗一些干扰，AD集成的放大最好不用，这也是个干扰源，电流一般取2-4ma，芯片可以用LM317(别买国产的)，芯片手册上有应用。
jinfen 发表于 2013-3-16 16:16 static/image/common/back.gif
1：数据上还是跳动很大，可以考虑用ICL7135做AD，在慢速低电平测量上面是很稳定的(市面上的那些温控表一 ...
谢谢！
1 OP07 单电源工作好吗？试过3.3v单供电滤波效果不好。
2。增大恒流源，怎么看很多文献都说要小于1mA，这样避免热效应。
3。上面有人建议用 电流型温度传感器，如AD590，AD592等，你认为呢？ chdzhang 发表于 2013-3-16 18:47 static/image/common/back.gif
谢谢！
1 OP07 单电源工作好吗？试过3.3v单供电滤波效果不好。
2。增大恒流源，怎么看很多文献都说要小于 ...
1：op07用双5V供电
2：测温要求不是太高用4毫安和1毫安没什么区别，因为误差比自热大，电流大一点信号比较好处理
3：建议先解决AD跳动的问题，可以先用AD测量电压基准，然后再接入电路测电阻
4：AD590，AD592肯定会比pt100方便。 影响问题的关键是线路长、精度高。
PT100是用测电阻的方法测温，引线长了引线电阻搞不好要超过PT100了，只能短距离用，长了没意义，LZ就不要在这个方案上转圈了，就算在实验室里都搞定了，现场接线还是有可能产生误差。
电压型的IC测温，多通道切换损失及长引线引入干扰也不容易消除。
电流型IC测温是专为LZ的应用而生，怎么就不深入研究一下呢。除了取样电阻要求高一点，就两个外围件，要求也不高。对精度要求高，把传感器编号，都放在一起各种标准温度下，做一个表格。
不用电流型的，就得用组网的方式了。温度测量部分放在现场，传感器引线尽量短，然后用变送器、485或其他方式传到终端。
如果你是做这样一个仪器，就用电流型方案，做工程就用组网的方案，组网方案基本上都有现成的部件，你只要组网即可。
zhanan 发表于 2013-3-16 20:17 static/image/common/back.gif
影响问题的关键是线路长、精度高。
PT100是用测电阻的方法测温，引线长了引线电阻搞不好要超过PT100了，只 ...
非常感谢！！！
看来我需要转变思维。 jinfen 发表于 2013-3-16 19:42 static/image/common/back.gif
1：op07用双5V供电
2：测温要求不是太高用4毫安和1毫安没什么区别，因为误差比自热大，电流大一点信号比 ...
对，AD 误差差的比较大。 zhanan 发表于 2013-3-16 20:17 static/image/common/back.gif
影响问题的关键是线路长、精度高。
PT100是用测电阻的方法测温，引线长了引线电阻搞不好要超过PT100了，只 ...
1电流型温度传感器 1uA/℃， 如果 串1kohm电阻， 则是 1mv/℃，0度为273mv。放大10倍则为 2.73v。 其串联的电阻精度是关键，对吧？？
2 我的测温范围是 -20摄氏度~80摄氏度，则电流 范围为 250uA ~353uA。有没有合适的电路和AD推荐的。 目前我的AD7709（16bit），其最大测量范围是0~2.5V。 其他AD没有用过。
3. ad590，ad592等都属于 热电偶类似的吧？ 是否需要进行冷端补偿。 本帖最后由 chdzhang 于 2013-3-16 22:04 编辑
另外电流型的温度传感器，其范围如 250uA ~353uA， 串10k电阻，则精度是10mv/℃，如何选择AD 和考虑放大倍数呢？
目前板子是单电源供电，有没有好的可以转负电源的芯片。
查过了7905产生-5V 电压； MC34063 产生正负参考电压。
AD 用atmega16 自带的 AD 有10bit精度呢。 这个如何？？
负电源不用应该也可以。放大滤波电路不需要，恒流源内阻很大，传感器引线用双绞线。
对于2.5V的AD，你可以选择适当的电阻，让最高温度时不超过2.5V即可，16位分辨率应该足够用。
用单片机的AD，分辨率有限，可以想法把最低温度时的电压减去，这个办法就多了…… zhanan 发表于 2013-3-16 22:45 static/image/common/back.gif
负电源不用应该也可以。放大滤波电路不需要，恒流源内阻很大，传感器引线用双绞线。
对于2.5V的AD，你可以 ...
谢谢！
只能多尝试了。 本帖最后由 zhanan 于 2013-3-16 23:15 编辑
M16可能不够用，10位用满刚好0.1℃分辨率，增加了电路还没有裕量。差分方式不用增加电路，但分辨率只能做到0.2℃。
最好找位数高的AD，不用变来变去的。
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