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電阻型溫度傳感器,為什么測溫精度總不高?應(yīng)該怎么辦?
電阻型溫度傳感器,為什么測溫精度總不高?應(yīng)該怎么辦?
許多產(chǎn)品應(yīng)用都需要高精度溫度測量。RTD(電阻溫度檢測器)、NTC 熱敏電阻器、PTC 熱敏電阻器、熱電偶等電阻類型的溫度傳感器,具有快速響應(yīng)、高敏感度μV/°C、寬測試范圍(–200°C至+800°C)、溫度與電阻有很好的線性關(guān)系等特點,特別適合用來測試溫度。
測試電阻類型的溫度傳感器用什么方法? 二線法、三線法、四線法哪個比較好?本文將進行一個詳細的分析。
設(shè)計關(guān)鍵:避免導(dǎo)線電阻
一般來說,電阻類型的溫度傳感器需要一個激發(fā)電流,轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電壓以便檢測。由于溫度傳感器本身電阻比較低,對于高精度溫度測量,導(dǎo)線上的電阻可以忽略。如何避免導(dǎo)線電阻對于測試結(jié)果的影響,往往成為整個溫度測量設(shè)計的關(guān)鍵。
曾經(jīng)有客戶問,為什么使用萬用表測試低阻值電阻,數(shù)值總是偏大?因為萬用表導(dǎo)線電阻不能忽略。實際測試的結(jié)果 = 測試電阻的阻值 + 導(dǎo)線電阻。
下圖是四線法測試電路圖。使用四線法測試,把測試回路和電流回路分開。測試回路電流很小,所以測試導(dǎo)線上的壓降可以忽略不計。因此,四線法測試可以有效減少導(dǎo)線電阻對于測試結(jié)果的影響。
參考資料:阻值太低,無法測量?來試試開爾文測試吧
設(shè)計實例
通常實際的溫度測量電路,往往需要連接ADC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)完成數(shù)據(jù)采集。有些ADC專門為三線法或者四線法量身定制,比如ADI的AD7124-4 / AD7124-8 。
四線設(shè)計實例:
使用AD7124-4/AD7124-8作為數(shù)據(jù)采集器。 四線法設(shè)計需要兩個回路,如下圖,橙線為電流回路,藍線為測試回路。需要用到3路通道:AIN0、AIN2、AIN3。AIN2、AIN3為差分輸入,用于檢測RTD兩端的電壓。AIN0連接到AVDD,用于提供激發(fā)電流。參考電阻(Reference Resistor)與RTD串聯(lián)。兩端電壓由REFIN(+)與REFIN(-)檢測。
參考資料:ADI電路筆記(英文版) - CN0381
三線設(shè)計實例:
三線法使用的前提是:假定適用于連接RTD兩根導(dǎo)線的導(dǎo)線電阻相等,通過額外增加一個鏡像電流,使得流經(jīng)RL1與RL2的電壓相互抵消。
三線法設(shè)計也需要兩個回路,如下圖,橙線為電流回路,藍線為測試回路。三線法需要用到4路通道AIN0、AIN1、AIN2、AIN3。AIN2、AIN3為差分輸入,用于檢測RTD兩端的電壓。AIN0連接到AVDD,用于提供激發(fā)電流。AIN1提供一個鏡像電流,流經(jīng)RL2,用來抵消AIN0流經(jīng)RL1的電壓。
(參考資料:ADI 電路筆記(英文版) - CN0383)
二線法、 三線法、四線法比較
由于RTD上面壓降較低,容易產(chǎn)生信號噪聲。對于傳統(tǒng)的二線法,為了減少噪音,測試線應(yīng)盡可能短,信號源應(yīng)該盡可能靠近放大器。 如果沒法避免長導(dǎo)線,可以使用三線法或者四線法,減少導(dǎo)線電阻對于測試結(jié)果的影響。 二線法、三線法、四線法連接方式比較:
(圖片來源:ADI)
總結(jié)
二線法、三線法、四線法各有優(yōu)劣, 具體比較見下表,需要選擇哪種方法要看看我們測試性質(zhì)及類型。
(點擊放大查看詳情)
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于電阻型溫度傳感器的知識技巧了,學(xué)習(xí)以上的電阻型溫度傳感器,為什么測溫精度總不高?應(yīng)該怎么辦?知識,對于電阻型溫度傳感器的幫助都是非常大的,這也是新手學(xué)習(xí)電子專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點擊右側(cè)人工服務(wù),我們會有專業(yè)的人士來為您解答。
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