Αρχή της μέτρησης θερμοκρασίας θερμίστορ;

Η αρχή της μέτρησης της θερμοκρασίας: Οι θερμοστάτες (όπως το PT100) είναι αισθητήρες θερμοκρασίας που μετατρέπουν τη θερμοκρασία σε αντίσταση με βάση την αρχή ότι η τιμή αντίστασης τους αλλάζει με τη θερμοκρασία. Ένας πομπός θερμοκρασίας λαμβάνει την τιμή αντίστασης (τάση/ρεύμα) εφαρμόζοντας ένα γνωστό ρεύμα διέγερσης σε θερμική αντίσταση για να μετρήσει την τάση του και στα δύο άκρα και στη συνέχεια μετατρέπει την τιμή αντίστασης σε τιμή θερμοκρασίας για να επιτευχθεί μέτρηση της θερμοκρασίας. Υπάρχουν τρεις μέθοδοι καλωδίωσης μεταξύ του πομπού θερμίστορ και θερμοκρασίας: σύστημα δύο συρμάτων, τριών συρμάτων και τεσσάρων συρμάτων. Το σύστημα δύο γραμμών παρουσιάζεται στο σχήμα 1. Ο πομπός εφαρμόζει ρεύμα διέγερσης Ι στο θερμίστορ μέσω καλωδίων L1 και L2 και μετρά την αρχή V1, V2 ... Η αρχή μέτρησης της θερμοκρασίας. Οι θερμοστάτες (όπως το PT100) είναι αισθητήρες θερμοκρασίας που μετατρέπουν τη θερμοκρασία σε αντίσταση με βάση την αρχή ότι η τιμή αντίστασης τους αλλάζει με τη θερμοκρασία. Ένας πομπός θερμοκρασίας αποκτά την τιμή αντίστασης (τάση/ρεύμα) εφαρμόζοντας ένα γνωστό ρεύμα διέγερσης σε θερμική αντίσταση για να μετρήσει την τάση του και στα δύο άκρα και στη συνέχεια μετατρέπει την τιμή αντίστασης σε τιμή θερμοκρασίας για να επιτευχθεί μέτρηση της θερμοκρασίας. Υπάρχουν τρεις μέθοδοι καλωδίωσης μεταξύ του πομπού θερμίστορ και θερμοκρασίας: σύστημα δύο συρμάτων, τριών συρμάτων και τεσσάρων συρμάτων.

Επειδή οι μετατροπείς A/D δεν μπορούν να μετρήσουν άμεσα την αντίσταση και η δρομολόγηση του ohmic μας λέει R=u ÷ i, αφήσαμε μια σταθερή ροή ρεύματος μέσω της αντίστασης και μέτρηση της έμμεσης αντοχής μετρώντας την πτώση τάσης του ρεύματος κατά μήκος της αντίστασης.

Λόγω της αρχής της μέτρησης θερμοκρασίας θερμίστορ, υπάρχει μια αντιστοιχία μεταξύ θερμοκρασίας και αντίστασης. Κατά την εμφάνιση της θερμοκρασίας, είναι απαραίτητο να συνδέσετε το θερμίστορ και το όργανο οθόνης με καλώδια. Η τιμή αντίστασης των καλωδίων σύνδεσης μπορεί να προκαλέσει πρόσθετα σφάλματα συστήματος στο σύστημα μέτρησης και όσο πιο μακρύτερα τα καλώδια, τόσο μεγαλύτερο είναι το σφάλμα. Η μέθοδος σύνδεσης δύο συρμάτων δεν μπορεί να ξεπεράσει αυτό το σφάλμα, οπότε είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε την αντίσταση γραμμής στο λογισμικό για την εξάλειψη αυτού του σφάλματος μέσω της αντιστάθμισης λογισμικού. Ωστόσο, αυτή η καθορισμένη τιμή είναι μια σταθερά και στην πραγματικότητα η αντίσταση της γραμμής δεν είναι σταθερή και αμετάβλητη με παράγοντες όπως η γήρανση της γραμμής και οι μεταβολές της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος. Επομένως, οι μέθοδοι αντιστάθμισης λογισμικού εξακολουθούν να έχουν σφάλματα. Η μέθοδος τριών συρμάτων μπορεί να μειώσει ή να εξαλείψει αυτό το συστηματικό σφάλμα σε πραγματικό χρόνο με αλλαγές στην αντίσταση στη γραμμή, αλλά αυτό βασίζεται επίσης στην προϋπόθεση ότι η αντίσταση στη γραμμή των δύο γραμμών και στα δύο άκρα του θερμίστορ είναι ίση. Φυσικά, υπό την κατάσταση του ίδιου υλικού και την ίση περιβαλλοντική θερμοκρασία, η αντίσταση της γραμμής των δύο γραμμών και στα δύο άκρα του θερμίστορ είναι βασικά ίση. Επομένως, προκειμένου να βελτιωθεί περαιτέρω η ακρίβεια, εξαλείφουμε πλήρως τα υλικά των καλωδίων, τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος κλπ. Η επίδραση των παραγόντων στην ακρίβεια και το σφάλμα μέτρησης, υιοθετούμε μια μέθοδο μέτρησης τεσσάρων καλωδίων, όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε τη μέθοδο μέτρησης τεσσάρων καλωδίων όσο το δυνατόν περισσότερο σε καταστάσεις όπου απαιτείται μέτρηση υψηλής ακρίβειας. Οι αρχές της πρώτης, δεύτερης και τρίτης μέτρησης καλωδίων

Κάτω από το σύστημα δύο συρμάτων: Διαφορική τάση εισόδου λειτουργικού ενισχυτή: Επομένως, αφού το λογισμικό μετρά το u ÷ i, πρέπει να αφαιρέσει τη σταθερά προκαθορισμένη (αντίσταση γραμμής 2RL) για να αποκτήσει την τιμή αντίστασης RT της θερμικής αντίστασης.

Κάτω από τη μέθοδο μέτρησης των τριών καλωδίων: Δεδομένου ότι οι δύο πηγές σταθερού ρεύματος έχουν ίσα ρεύματα και είναι γνωστές ως εγώ, σύμφωνα με το θεώρημα υπέρθεσης, ο λειτουργικός ενισχυτής εισάγει μια διαφορική τάση: [2) ()] '=+'=∈+Όταν χρησιμοποιείται μια μέθοδος μέτρησης τριών καλωδίων, λόγω της χρήσης των διπλών πηγών ρεύματος, προκειμένου να εξαλειφθεί το σφάλμα που προκαλείται από την αντίσταση της γραμμής, απαιτείται η ανθεκτική της γραμμής και η ανθεκτική στη γραμμή και τα δύο σημεία της γραμμής. Και στα δύο άκρα του θερμίστορ συχνά δεν είναι ίσα, υπάρχει μια μικρή ποσότητα σφάλματος, οπότε η αντίσταση της γραμμής δεν μπορεί να ακυρώσει εντελώς (εξάλειψη), αλλά μπορεί ήδη να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις εντός ενός συγκεκριμένου εύρους ακρίβειας