三线PT100前端采集电路问题求助

chuanyang · 发表于 2020-7-3 18:49:16

本帖最后由 chuanyang 于 2020-7-3 18:52 编辑

接手一个新项目要用到PT100温度采集，发现前人设计的电路没有说明文档，直接上图，字写的有很丑，勿喷

示意图如下：

基本分析：
1.R1 R2用精密4.096V基准电压源提供，实际用6位半测试，很稳定，一丁点都不动；
2.R1提供的激励电流小于1mA，对PT100自热有没有影响；
3.R2这侧就没看懂了，整个电路结构，如何实现3线电阻补偿和计算其电阻的呢，高手分析系呢

mcu5i51 · 发表于 2020-7-3 19:22:17

VPt = V1 - 2*V2
画上线路电阻自己分析下

tomzbj · 发表于 2020-7-3 19:41:14

看AD7792/93的datasheet, 里面都有

chuanyang · 发表于 2020-7-3 19:49:48

mcu5i51 发表于 2020-7-3 19:22
VPt = V1 - 2*V2
画上线路电阻自己分析下

请问下，如果知道了Vpt，但是经过pt100的电流不是很定的哇

chuanyang · 发表于 2020-7-3 19:50:28

tomzbj 发表于 2020-7-3 19:41
看AD7792/93的datasheet, 里面都有

好的，我去下载看下

mcu5i51 · 发表于 2020-7-3 19:53:19

chuanyang 发表于 2020-7-3 19:49
请问下，如果知道了Vpt，但是经过pt100的电流不是很定的哇

你不是知道V1和VREF吗

chuanyang · 发表于 2020-7-3 19:58:59

tomzbj 发表于 2020-7-3 19:41
看AD7792/93的datasheet, 里面都有

你好，看了AD7793的框图，最终是测量RTD和精密电阻的比率，但还是没有看懂我这示意图是如何工作的

chuanyang · 发表于 2020-7-3 20:12:46

mcu5i51 发表于 2020-7-3 19:53
你不是知道V1和VREF吗

实际使用调校的话，应该不好直接去计算吧，R1肯定是精密电阻，如何把硬件误差给补偿了呢

elec2000 · 发表于 2020-7-3 22:06:22

R2是热电偶偏置，用于断偶判断，你这电路应该是工业温控表上用的

elec2000 · 发表于 2020-7-3 22:08:50

V1测一次，包含Pt100及2根线电阻，V2测一次，仅1根线电阻

peteryzm · 发表于 2020-7-4 09:48:43

推了一下，不知道实际是不是这样玩的

tomzbj · 发表于 2020-7-4 10:16:32

chuanyang 发表于 2020-7-3 19:58
你好，看了AD7793的框图，最终是测量RTD和精密电阻的比率，但还是没有看懂我这示意图是如何工作的 ...

关键在那两个恒流源, 作用是让三线的上面两条线上压降相等.
你这个图明显不对吧, 上面两条线的电流不等, 压降也不等, 不能消除线长的影响.

lingdianhao · 发表于 2020-7-4 10:26:40

本帖最后由 lingdianhao 于 2020-7-4 10:29 编辑

二楼是合格的，分析的时候可以忽略R2，R2是提供偏置检测短线用的。
Vpt = V1 - 2*V2

Ipt = (Vref - V1) / R1

Rpt = Vpt/Ipt = R1*(V1 - 2*V2) / (Vref - V1)

lingdianhao · 发表于 2020-7-4 10:41:47

peteryzm 发表于 2020-7-4 09:48
推了一下，不知道实际是不是这样玩的

计算可以不用考虑R2了，R2 22M比 R1和Rpt大太多，电流太小可以忽略不计了。
R2的作用是V2这条线断，如果V2这条线断了过后，因为运放输入阻抗很高，因此V2会采集到接近满量程的值。

所以：
V1断线，V1会采集到满量程
V2断线，V2会采集到满量程
地线断线，V1和V2都会采集到满量程

chuanyang · 发表于 2020-7-4 10:45:02

lingdianhao 发表于 2020-7-4 10:26
二楼是合格的，分析的时候可以忽略R2，R2是提供偏置检测短线用的。
Vpt = V1 - 2*V2

谢谢，公式正确，昨天晚上实际测试调校，满量程误差能做到0.05℃

chuanyang · 发表于 2020-7-4 10:47:11

peteryzm 发表于 2020-7-4 09:48
推了一下，不知道实际是不是这样玩的

这个推导，貌似有点问题，之前我也是这么推导，把自己带入死胡同

chuanyang · 发表于 2020-7-4 10:47:33

本帖最后由 chuanyang 于 2020-7-4 10:49 编辑

-----------------------------问题结案分界线-------------------------------------------
2楼和13楼朋友给出的答案，非常详细，在此感谢，同时感谢各位朋友的百忙关注和回复

lingdianhao · 发表于 2020-7-4 10:50:32

chuanyang 发表于 2020-7-4 10:45
谢谢，公式正确，昨天晚上实际测试调校，满量程误差能做到0.05℃

模拟这东西，如果高精度要靠校准，R1要低温漂的，精度都可以校准，当然温漂也可以校准补偿，要重复性好。
还有就是参考电压的稳定性了。你用的哪一颗ADC采集的？

chuanyang · 发表于 2020-7-4 10:50:52

lingdianhao 发表于 2020-7-4 10:41
计算可以不用考虑R2了，R2 22M比 R1和Rpt大太多，电流太小可以忽略不计了。
R2的作用是V2这条线断，如果V ...

R1激励电阻的选择，重点是考虑哪些方面？比如用OP07做后端放大，在63倍增益后，发现跳动很厉害，按理不会有这么大的噪声

lingdianhao · 发表于 2020-7-4 11:04:29

chuanyang 发表于 2020-7-4 10:50
R1激励电阻的选择，重点是考虑哪些方面？比如用OP07做后端放大，在63倍增益后，发现跳动很厉害，按理不会 ...

电阻就是高精度低温漂，阻值的话pt100电流小于1mA是基本够用了。如果要求更高就是采用横流间歇式测量了。避免长时间的电流导致pt100温升。
跳动需要软件处理的，或者ADC自带的滤波。你这个图只是原理上的，实际应用还要加TVS保护，滤波这些东西的。参考ADI的方案吧，都有成熟的。

chuanyang · 发表于 2020-7-4 11:06:56

lingdianhao 发表于 2020-7-4 10:50
模拟这东西，如果高精度要靠校准，R1要低温漂的，精度都可以校准，当然温漂也可以校准补偿，要重复性好。 ...

之前选用TI的ADS8681_16位SAR

zhugean · 发表于 2020-7-13 20:51:39

本帖最后由 zhugean 于 2020-7-13 20:53 编辑

V2可以算出2倍的导线电阻，V1可以算出Rp+2倍的导线电阻，一减就是Rp
编辑原因：没打全

lmt50211 · 发表于 2020-7-14 08:41:02

楼主能讲讲温度换算方面的吗？？一个人弄了好久换算出的温度值一直不正确。

三线PT100前端采集电路问题求助

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