基本运算放大电路采集PT100电路说明

通过采集PT100的电压插值,以及流过PT100的恒流电流,从而求得PT100的阻值。通过查表,可以得到当前温度值。

基本运算放大电路采集PT100电路说明_第1张图片
上图是一个三线制PT100前置放大电路。PT100传感器引出三根材质、线径、长度完全相同的线,接法如上图所示。
有2V的电压加在由R14、R20、R15、Z1、PT100及其线电阻组成的桥电路上。
Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各电容在电路中起滤波和保护作用,静态分析时可不予理会,
Z1、Z2、Z3可视为短路,
D11、D12、D83及各电容可视为开路。
由电阻分压知:
V3=2R20/(R14+20)=200/1100=2/11 ……a
由虚短知,U8B第6、7脚 电压和第5脚电压相等
V4=V3 ……b
由虚断知,U8A第2脚没有电流流过,则流过R18和R19上的电流相等:
(V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……c
由虚断知,U8A第3脚没有电流流过,
V1=V7 ……d
在桥电路中R15和Z1、PT100及线电阻串联,PT100与线电阻串联分得的电压通过电阻R17加至U8A的第3脚:
V7=2
(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) ……e
由虚短知,U8A第3脚和第2脚电压相等:
V1=V2 ……f
由abcdef得:
(V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2
化简得:
V5=(102.2V7-100V3)/2.2
即 V5=204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11 ……g
上式输出电压V5是Rx的函数我们再看线电阻的影响。Pt100最下端线电阻上产生的电压降经过中间的线电阻、Z2、R22,加至U8C的第10 脚,由虚断知:
V5=V8=V9=2
R0/(R15+Rx+2R0) ……a
(V6-V10)/R25=V10/R26 ……b
由虚短知:
V10=V5 ……c
由式abc得
V6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)] ……h
由式gh组成的方程组知,如果测出V5、V6的值,就可算出Rx及R0,知道Rx,查pt100分度表就知道温度的大小了

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