PT100高精度測溫電路 AD623+REF3030(很穩定)

ID:94349 · 發表于 2016-1-5 17:42

PT100是一種正溫度系數的熱敏電阻。說到什么是正溫度系數？就必須要結合負溫度系數來講了。隨著溫度的升高，電阻的阻值變大，就是正溫度系數的熱敏電阻，相反，如果隨著溫度的升高，電阻的阻值變小，就是負溫度系數的熱敏電阻。

PT100之所以應用很廣泛，不僅是因為它可以測的溫度范圍寬(零下幾十度到零上幾百度)，還因為它的線性度非常好�！熬€性度”，說的直白一點就是溫度每變化一度，電阻的阻值升高的幅度是基本相同的。這樣，就大大的簡化了我們的程序。

不過，PT100也有它的缺點，就是溫度每上升一度，阻值變化太小了，只有0.39歐姆。這樣就需要硬件上提供高精度低噪聲的轉換。

網上流傳有很多電路，很多電路其實都是不能當作產品用的。下面給大家提供一種高精度的電路，就是成本有些高，不過品質好。

對于測溫電路，其實有很多可以值得研究的地方，小電路有大智慧。比如，你可以一眼就看出來這個電路不能測零下的溫度嗎？你可以計算出來這個電路可以測量的溫度范圍是從多少度到多少度嗎？你可以修改這個電路，讓它可以測到你所需要的溫度范圍嗎？如果把反相(-IN)和同相(+IN)兩條線調換，后果如何？

看看，你覺得電路簡單，那么上面的問題都可以回答嗎？

電路解釋：

越簡單的電路，穩定性就越好。該電路中的四個電阻都需要用0.1%精度的。電路只用了一個電橋和一個差分放大器。R2 R3 R4與PT100組成電橋電路，REF3030為電橋電路提供標準的3.00V電壓。AD623用一個2K的放大反饋電阻精確的把電橋的壓差放大51倍。（為什么是51倍，詳見AD623的datasheet）

PT100接法：

細心的小伙伴，會研究一下PT100的接法。PT100一般有兩線和三線的傳感器。因為線本身肯定有電阻，而上面也提到過，每變化一度，PT100只變化0.39歐姆，那么如果PT100的線很長的話，電阻就越大，線不同，電阻就不同，就肯定會大大的影響測出來的結果。所以，你現在就可以理解了，兩線制的PT100，只適合短距離的應用。長距離的應用，就要用三線制。再讓我們看看三線制是如何把電線上的電阻影響排除的。算了，還是下篇再講吧，這個要畫幾個圖才講的清楚，時間不早了，懶得畫了。

測溫范圍：

假設現在是0度，那么PT100的阻值就是100歐姆，在電路中的話，電橋的壓差就是0V，所以最后也是0V，也就是測到0V的話，就是0度。假設現在零下一度了，PT100的阻值就小于100歐了，同相的電壓就會比反相的電壓小，得到的電壓永遠就0V了，所以這個電路就測不到0度以下。

AD623最大輸出3.3V電壓，3300/51=64.7mV，也就是說，電橋的壓差，最大只能是64.7mV，再大的壓差，AD623的輸出也最大是3.3V了。反相臂的電壓，固定是(3000/2100)*100=142.86mV，那么同相臂的電壓最大只能是142.86+64.7=207.56mV，對應PT100的電阻就等于207.56/((3000-207.56)/2000)=148.66歐姆。

然后再查表，就可以看出，最大測溫點差不多就是個127度。所以這個電路的測溫范圍就是0~127度。

關于如何修改電路測零下或者其他的溫度范圍，這里就不說了。大家可以自己研究。

學電子，關注公眾號：科技老頑童

ID:110044 · 發表于 2016-3-21 19:59

講的太好了

ID:122421 · 發表于 2016-5-21 19:07

大俠，請問下你這個原理是怎么抵消導線電阻影響的？

ID:144372 · 發表于 2017-1-9 14:59

請問您的REF引腳接地不會影響輸出嗎

ID:161631 · 發表于 2017-1-13 16:11

做出來的成品，測溫精確度多少，數據穩定？

ID:114282 · 發表于 2017-12-15 20:17

你這電流這么大，PT100自己都成加熱棒了。

ID:231633 · 發表于 2017-12-16 13:33

你這個電路沒有實用價值，首先PT100流過的電流必須低于1mA;其次你這個電橋的解法本身會導致非常大的非線性情況發生，測出的溫度是錯的；
正確的做法是：采用一個1mA以內的恒流源驅動PT100，然后放大電壓信號，再使用高精度ADC采集電壓，如果有能力再設計一個非線性矯正電路，可以保證你采集的溫度是可靠的。
歡迎各位朋友和我討論技術細節。QQ：1827702167

ID:106211 · 發表于 2018-1-11 15:42

以后一定會使用到這個電路的，謝謝分享

ID:141183 · 發表于 2019-4-29 17:17

kiros 發表于 2017-1-13 16:11
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我實際測試了一下，電壓升到1.5V左右不在上升

ID:419072 · 發表于 2019-11-23 23:55

3.0v/2k的電阻，電流不大啊，是不是那不對

ID:419072 · 發表于 2019-11-23 23:57

baidu295210789 發表于 2017-12-15 20:17
你這電流這么大，PT100自己都成加熱棒了。

電流應該不大啊，是不是沒有考慮2k的電阻

ID:664416 · 發表于 2019-12-21 22:59

這個電路好像不能實現，電橋電阻太小了吧

ID:430492 · 發表于 2020-2-29 18:29

采用一個1mA以內的恒流源驅動PT100，然后放大電壓信號，再使用高精度ADC采集電壓，如果再設計一個非線性矯正電路，可以保證采集的溫度是可靠的。

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