pt1000恒流模式采样电路问题分析

林州 · 发表于 2018-8-25 10:50:35

本帖最后由林州于 2018-8-25 12:27 编辑

电路中Vo = （2V+ ) - (V- )= Vpt100.

理论计算是这样的，但是实际使用中怎么实现2V+的，差放运算放大不是这样的吗？

gwj221 · 发表于 2018-8-25 10:57:28

楼主这是那篇文章

林州 · 发表于 2018-8-25 11:06:14

本帖最后由林州于 2018-8-25 11:08 编辑

是不是前面要加一级电路

林州 · 发表于 2018-8-25 11:10:52

gwj221 发表于 2018-8-25 10:57
楼主这是那篇文章

就是这个文章，是不是侵权了？

heize · 发表于 2018-8-25 11:12:52

A1+A2组成恒流源，Vref/Rref就是1mA

林州 · 发表于 2018-8-25 11:22:20

heize 发表于 2018-8-25 11:12
A1+A2组成恒流源，Vref/Rref就是1mA

不是说恒流源有问题，是说下面绿框框里的计算，消除线组的计算中 2V+的实现方法。

chenchaoting · 发表于 2018-8-25 11:26:51

林州发表于 2018-8-25 11:22
不是说恒流源有问题，是说下面绿框框里的计算，消除线组的计算中 2V+的实现方法。 ...

楼主你把他看成加法器不就行了，1+Rf/R1 另一个是Rf/R1

林州 · 发表于 2018-8-25 11:33:14

chenchaoting 发表于 2018-8-25 11:26
楼主你把他看成加法器不就行了，1+Rf/R1 另一个是Rf/R1

这绿框里是加法器？

20061002838 · 发表于 2018-8-25 12:07:09

楼主用的是大字体，很危险
不是加法器，是根据叠加定理计算出来的，或者根据虚短虚断计算出来

林州 · 发表于 2018-8-25 12:28:59

这么多说法，晕

20061002838 · 发表于 2018-8-25 12:38:10

林州发表于 2018-8-25 12:28
这么多说法，晕

别管那么多种说法，虚短虚断分析总能得到结果，那么多说法只是捷径而已

alias · 发表于 2018-8-25 15:06:39

楼上正解，说法只有一个，就是根据叠加定理计算出来的。

huangguimina4 · 发表于 2018-8-25 15:54:25

学习学习一下，之前做过一个TP1000的，精度很差，可能自己能力有问题吧

reflecter · 发表于 2018-8-25 16:15:26

过阵子计划开个帖，结合MCHP/TI/ADI的几篇文档，抛砖引玉，讲下3线制PT100测温应用~

林州 · 发表于 2018-8-25 17:30:20

20061002838 发表于 2018-8-25 12:38
别管那么多种说法，虚短虚断分析总能得到结果，那么多说法只是捷径而已 ...

对对对。是的

wuha · 发表于 2018-8-25 18:53:34

reflecter 发表于 2018-8-25 16:15
过阵子计划开个帖，结合MCHP/TI/ADI的几篇文档，抛砖引玉，讲下3线制PT100测温应用~ ...

顶，期待大作

reflecter · 发表于 2018-8-25 19:30:41

wuha 发表于 2018-8-25 18:53
顶，期待大作

楼主电路，应该参考至Bonnie Baker大神，写的那本“嵌入式系统中的模拟电路”这本书里的范例，前阵子我们一个南京客户，按葫芦画瓢，说调试出来结果偏差大于1%。
其实推荐用AD7124这款高性价比的，中等精度跟集成度的Sigma-Delta ADC来一劳永逸地解决。
先分享3篇基础文档出来，我计划模仿凌特的做法，重写下AD7124在Arduino(Linduino)下的驱动。
1）RTD温度测量系统对ADC的要求

2）RTD 比率式温度测量的模拟前端设计考虑

3）ADI temperature measurements fundamentals - TSP 2018V1

wuha · 发表于 2018-8-27 08:56:35

reflecter 发表于 2018-8-25 19:30
楼主电路，应该参考至Bonnie Baker大神，写的那本“嵌入式系统中的模拟电路”这本书里的范例，前阵子我们 ...

在芯间查了下，您说的这个都60+RMB了，像ADS1220同样24位AD的才10+，能不能也同时讲讲常见这些24位AD的差别？我记得还有一颗ADI的200+

reflecter · 发表于 2018-8-27 09:31:25

wuha 发表于 2018-8-27 08:56
在芯间查了下，您说的这个都60+RMB了，像ADS1220同样24位AD的才10+，能不能也同时讲讲常见这些24位AD的差 ...

汗，ADI是有它的“有所为，有所不为”套路的，在芯间拿货经过了N多中间商，价格自然只会比Mouser等目录分销略好了的，这也就从价格上，引导了并不一定要去用ADI的客户，去换用其它。。。
上一代的AD7799，应该够用了的。
年用量大于5K，可以联系3大代理，注册/询价，估摸着也只能批到9折。
还好这颗老料，市场上价格很好。
http://www.analog.com/cn/products/ad7799.html#product-samplebuy
如果做成持续的平台，建议用AD7124，累计年用量过10K-50K，申请个$4.44*0.8，问题应该不大。
http://www.analog.com/cn/products/ad7124-4.html#product-samplebuy

wuha · 发表于 2018-8-28 14:25:05

楼主，公式是通过虚短和虚断退出。其中文中说的反向端V-严格来讲，应该是VIN端，
首先V+=V-，
(V- - VIN)/R1=(VO-VIN)/(R1+R2);
上2式即可推出 VO=2V+ - VIN

wuha · 发表于 2018-8-28 14:31:05

reflecter 发表于 2018-8-25 19:30
楼主电路，应该参考至Bonnie Baker大神，写的那本“嵌入式系统中的模拟电路”这本书里的范例，前阵子我们 ...

这个图从哪来的？三线制接法错了吧，没把导线电阻接到2个桥臂上，如何抵消？

reflecter · 发表于 2018-8-28 15:00:28

wuha 发表于 2018-8-28 14:31
这个图从哪来的？三线制接法错了吧，没把导线电阻接到2个桥臂上，如何抵消？ ...

内部培训的资料，就17楼发的那篇《ADI temperature measurements fundamentals - TSP 2018V1》里的。
3Wires/4 Wires标题排版错了的，第二张图是PT100引出了3根线了的。

redroof · 发表于 2018-8-28 15:37:39

wuha 发表于 2018-8-27 08:56
在芯间查了下，您说的这个都60+RMB了，像ADS1220同样24位AD的才10+，能不能也同时讲讲常见这些24位AD的差 ...

差别其实主要就是牌子，看这个厂家是否愿意卖给小客户。比如ADI的价格歧视就比TI更严重，给小客户的价格更不好。
AD7799比ADS1220稍微好一点（好的不多，一点点而已），但是我们拿到的价格要贵很多，所以我选了1220。
AD7124再好一点，但是仍然好不过ADS1255，可是价格比ADS1255贵不少。如果我需要一个顶级24位AD，我肯定会用1255/1256的
如果不是ADI死忠粉的话，小公司默认都应该选TI

redroof · 发表于 2018-8-28 15:44:23

reflecter 发表于 2018-8-27 09:31
汗，ADI是有它的“有所为，有所不为”套路的，在芯间拿货经过了N多中间商，价格自然只会比Mouser等目录分 ...

TI不管大小客户都可以拿到不错的价格，而ADI非要你在用量很大以后才能去申请优惠价。
我们小客户只能用脚投票了。。。
大客户都是从小客户变来的，而大部分小客户都是非常难变成大客户的。
在别人很小的时候，用TI的东西用惯了，难道变大之后就会专门改换门庭用ADI吗？我表示怀疑～
或许这就是为什么ADI销售额比TI少那么多的原因吧，小客户也是客户啊，不挣白不挣，为什么非要把客户往竞争对手那里推呢？

reflecter · 发表于 2018-8-28 16:46:18

redroof 发表于 2018-8-28 15:44
TI不管大小客户都可以拿到不错的价格，而ADI非要你在用量很大以后才能去申请优惠价。
我们小客户只能用脚 ...

所言甚是。
ADS125x，各项指标确实不错。

jys2500 · 发表于 2018-8-28 18:32:53

这个电路我第一眼看也觉得奇怪，A3组成的电路放大的竟然是Rw1两端的电压
事实确实是，A3的运放放大电路方法的确实是Rw1两端的电压，但是放大倍数为-1
但是Pt1000和Rw3的电压相当于给运放A3提供了一个电压偏执，A3对这个偏执电压的增益为+1
Rw3提供的正的电压偏执和运放放大的Rw1的负的放大倍数相互抵消了
A3最终输出的就是Pt1000两端的电压

redroof · 发表于 2018-8-28 20:43:48

jys2500 发表于 2018-8-28 18:32
这个电路我第一眼看也觉得奇怪，A3组成的电路放大的竟然是Rw1两端的电压
事实确实是，A3的运放放大电路方法 ...

要注意每个运放的虚短都不是精确的。精密匹配电阻也不是真正完全匹配的，电路中经过的运放和匹配电阻的计算步骤越多，误差越大。
现在精度最好的方法恰恰是最笨的方法，直接用多通道AD来测导线电压和总电压，有了这两个电压，剩下的都是纯软件的事了。单片机做减法可是没有误差的！

wuha · 发表于 2018-8-28 21:05:11

redroof 发表于 2018-8-28 20:43
要注意每个运放的虚短都不是精确的。精密匹配电阻也不是真正完全匹配的，电路中经过的运放和匹配电阻的计 ...

redroof大侠说的是，最近看了很多AdC芯片手册关于RTD的应用电路，基本上都是串联接法，精度就跟串联的那个精密电阻关系最大。像电流或者参考电压，都在最后的计算中抵消了。这样决定最终的精度就看精密电阻和ADC本身的精度了。

redroof · 发表于 2018-8-28 21:24:24

wuha 发表于 2018-8-28 21:05
redroof大侠说的是，最近看了很多AdC芯片手册关于RTD的应用电路，基本上都是串联接法，精度就跟串联的那 ...

老式的电桥那种电路，用现在的眼光看来，要做高精度贵的要死。
就为了用硬件来减导线电阻(现在单片机轻而易举就能做到)，需要用好几个精密匹配电阻。要知道高精度的匹配电阻比最好的ads1255都贵的多啊！
在发明电桥的那个年代，既没有单片机，也没有AD，电阻都靠手工调精度。

wuha · 发表于 2018-8-29 08:44:52

本帖最后由 wuha 于 2018-8-29 09:12 编辑

redroof 发表于 2018-8-28 21:24
老式的电桥那种电路，用现在的眼光看来，要做高精度贵的要死。
就为了用硬件来减导线电阻(现在单片机轻而 ...

如果测量的温度范围很窄，我觉得电桥还是有用处的。比如我们之前一个产品测30-40度，0.1的分辨率，用电桥就可以把30度以下电阻产生的共模电压减掉，这样使用一个精密运放（国产的也就2块钱）放大，直接送给STM32的内部ADC，12位都绰绰有余了。
而且因为设备始终在室内常温使用，温差不大，所以电桥电阻没必要用高精度低温漂的了，只要同一批次电阻最起码能保证偏差一致。再不济了，使用恒温槽标定2个点，记录到单片机内部，这样把电阻误差，运放失调，ADC误差也都给去除了。也能做出来精度可以的了。这样的成本可以做到很低。

redroof · 发表于 2018-8-29 09:38:33

wuha 发表于 2018-8-29 08:44
如果测量的温度范围很窄，我觉得电桥还是有用处的。比如我们之前一个产品测30-40度，0.1的分辨率，用电桥 ...

低精度低成本的情况下当然可以。古时候怎么用，现在你还怎么用呗。
只是很不幸的告诉你，这种时候用个国产的高位AD一样很便宜，电路肯定更简单，分辩率也更好。
如果真的要高精度，我用ads1220没加任何外部运放，无负电源，只靠一个精密参考电阻，做到0.02度稳定，绝对精度就是那个万分之一电阻的精度，0.01%电阻误差换算到100度差不多万分之2.2。
我没舍得用1255，连1220都只开了低倍pga，宁愿浪费量程，因为它的高倍pga无法放大对地的小信号，我又不想用负电源，浪费就浪费一点吧。最简电路做到这种精度我已经很满足了。没必要更好了！

jys2500 · 发表于 2018-8-29 09:41:40

wuha 发表于 2018-8-29 08:44
如果测量的温度范围很窄，我觉得电桥还是有用处的。比如我们之前一个产品测30-40度，0.1的分辨率，用电桥 ...

温度传感器电桥的方法确实可以，后面电路的做法只做一个还可以，没办法批量。
做一个的时候，系统的直流噪声都可以通过人为的调偏执方法干掉，只用关注交流噪声-运放的等效输出噪声（电阻的热噪声，运放的交流输入噪声运算的等效输出噪声）-和ADC的量化噪声
做批量的时候，除了交流噪声以外，还要关注电源精度，电阻精度，直流噪声（温漂，输入失调电压，输入失调电流）

redroof · 发表于 2018-8-29 09:58:22

jys2500 发表于 2018-8-29 09:41
温度传感器电桥的方法确实可以，后面电路的做法只做一个还可以，没办法批量。
做一个的时候，系统的直流 ...

是啊，所以用一个万分之一精密电阻加高位AD直接测量的方法是最便宜的，完全不必做任何校准。这个电阻是唯一影响精度的地方，买个尽量好的电阻就是。
校准也是成本，而且还校不了温漂，只能校初始值

wuha · 发表于 2018-8-29 16:57:58

redroof 发表于 2018-8-29 09:38
低精度低成本的情况下当然可以。古时候怎么用，现在你还怎么用呗。
只是很不幸的告诉你，这种时候用个国 ...

高位ADC确实方便，但之前没这样用，不了解这个24位ADC行情啊。像坛友提到的几款TI或者ADI的，我查的商城价最便宜也得20以上了，甚至贵的能到200。不知道国产的24位ADC什么价位，性能咋样？能否推荐一两颗。我们产品偏向医疗消费电子，成本还是比较重要的。

yanyanyan168 · 发表于 2018-8-29 17:11:01

reflecter 发表于 2018-8-25 16:15
过阵子计划开个帖，结合MCHP/TI/ADI的几篇文档，抛砖引玉，讲下3线制PT100测温应用~ ...

期待.....................

redroof · 发表于 2018-8-29 17:14:05

wuha 发表于 2018-8-29 16:57
高位ADC确实方便，但之前没这样用，不了解这个24位ADC行情啊。像坛友提到的几款TI或者ADI的，我查的商城 ...

消费类拼价格的就芯海或者海芯或者天微都可以啊，这些都是设计作为电子秤的芯片，2块钱之内就能买到。代价是速度比较慢，特别是多通道切换的速度更慢，但不管怎么说，做到16位分辨率也没问题的。够你直接测量了。

redroof · 发表于 2018-8-29 17:16:42

wuha 发表于 2018-8-29 16:57
高位ADC确实方便，但之前没这样用，不了解这个24位ADC行情啊。像坛友提到的几款TI或者ADI的，我查的商城 ...

如果不是过分追求成本，我一直推荐ADS1220，也就十几块钱一个，我实际做过很容易就稳在17位，很值了。
而且是单周期稳定的，20Hz采样率可以同时抑制50和60Hz市电，一秒钟足够扫描测量8路PT（16个通道）

wuha · 发表于 2018-8-29 17:34:20

redroof 发表于 2018-8-29 17:16
如果不是过分追求成本，我一直推荐ADS1220，也就十几块钱一个，我实际做过很容易就稳在17位，很值了。
而 ...

谢谢redroof大侠的耐心解惑，不胜感激！

reflecter · 发表于 2018-8-29 18:04:59

redroof 发表于 2018-8-29 17:16
如果不是过分追求成本，我一直推荐ADS1220，也就十几块钱一个，我实际做过很容易就稳在17位，很值了。
而 ...

受教了~

林州 · 发表于 2018-9-12 08:06:41

redroof 发表于 2018-8-29 09:38
低精度低成本的情况下当然可以。古时候怎么用，现在你还怎么用呗。
只是很不幸的告诉你，这种时候用个国 ...

线阻能自动消除吗？消除原理呢。电路示意图看看呗。

redroof · 发表于 2018-9-12 09:57:45

林州发表于 2018-9-12 08:06
线阻能自动消除吗？消除原理呢。电路示意图看看呗。

示意图我发了无数次了，自己搜我之前发过的吧
其实简单的不能再简单了，精密电阻串PT100接到参考源即可。
AD要两个通道，一个通道测PT100的上端，得到的电压是PT100加2根导线的电压
另一个通道测PT100的下端，得到的电压是1根导线的电压
后面都是软件的工作了

zkmcu · 发表于 2018-9-15 22:46:39

PT100+基准电阻直接进ADC，用恒流源+四线制PT100，精度主要靠基准电阻了。有些ADC能提供恒流源，但是价格比较高的。这个方法有个不好的地方是如果只要测0-100度，那0度以下的ADC范围就废了，ADC的使用范围比较小。

hq0402 · 发表于 2019-6-21 15:16:30

没看懂，图中RW3是哪个电阻？

heqibin · 发表于 2019-9-15 15:54:35

我现在用天微的tm7707+模拟开关接出4路三线的pt100。就是用最简单的比例法，渣布线，接个0.05% 10ppm的100欧参考电阻，转换出来的温度是在0.05度之内跳动。随便做的，结果有点出乎意外的理想了。

cht-rtos · 发表于 2019-9-15 16:52:55

图中的计算有些误导，其中V-实际上是Vin，在知道Vin和运放V+的电压情况下，就变成了一个很基本的电路了，很容易计算V0=2V+-Vin

wangyj173 · 发表于 2022-5-28 13:48:39

想用运放自己搭

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