您好,欢迎光临!   请登录 免费注册    
  您的位置:电子变压器资讯网 > 资讯中心 >  技术文章 > 正文
铂电阻温度检测器(PRTD)和ADC应用
[发布时间]:2012年6月12日 [来源]:电子发烧友 [点击率]:5744
【导读】: 高端工业和医学应用需要在整个温度范围提供±1°C至±0.1°C,甚至更高精度的温度测量,并且价格合理、功耗较低。此类应用的测温范围(-200°C至...

      

图3. 2线检测技术中,引线的IR压降会在ADC产生误差。

为了估算2线电路中的误差,将连接线总长与美国线规(AWG)铜线的“电阻/英尺”值相乘,如表2所示。

表2. 线规电阻

举例说明,假设采用2根3英尺长的AWG 22导线连接PRTD,引线电阻RW为:

RW = 2 × (3ft.) × (0.0161Ω/ft.) = 0.1Ω (式4)

引线造成的温度读数误差为TWER,其中TWER = RW/S,S为平均PRTD灵敏度。

对于PT100 (PTS 1206,100Ω)器件¹,平均灵敏度S = 0.385Ω/°C,因此:

TWER = RW/0.385 = 0.26°C (式5)

对于PT1000 (PTS 1206,1000Ω)器件¹,平均灵敏度S = 3.85Ω/°C,因此:

TWER = RW/3.85 = 0.026°C (式6)

根据IEC 60751标准,对于 PT1000,TWER = 0.026°C,比CLASS F0.3的±0.30°C容限要求低一个数量级。这意味着PT1000可直接采用3英尺长的2线配置,无需任何引线补偿方法。而PT100,TWER为0.26°C,与±0.30°C容限相当,在大多数高精度应用中,这一误差水平不可接受。从本例可以看出,大阻值PRTD在2线电路中的优势。

PRTD自热引起的误差

PRTD的另一个误差源是激励电流通过RTD元件时,传感器本身产生的热量。激励电流流过RTD电阻,产生测量电压。为了使输出电压高于ADC的电压噪声电平,应保持足够高的激励电流;而激励电流产生的功耗会使温度传感器的温度升高,导致RTD电阻升高,使其高于实测温度下的电阻值。利用制造商数据手册提供的封装热阻,可以计算出RTD功耗引起的温度误差。利用下式计算自热引起的温度误差(TTERR,单位为°C):

TTERR = IEXT² × RT × KTPACK (式7)

式中,IEXT为流过电阻检测元件的激励电流;RT为当前温度T°C下的PRTD电阻;KTPACK为自热误差系数(0.7°C/mW)¹。

图2中的最佳限流电阻RA由式7的TERR和测量系统使用的基准电压(VREF = 3V)确定,表3列出了100Ω PTS 1206和1000Ω PTS 1206的RA。

表3. 温度误差计算

对于100Ω PTS 1206,采用RA = 8.2kΩ;对于1000Ω PTS 120,采用RA = 27.0kΩ。两种情况下,最大温度误差TERR均介于0.025°C和0.029°C之间,比CLASS F0.3的±0.30°C容限低一个数量级。显而易见,平均激励电流IEXT100和IEXT1000在表3所示的温度范围内非常稳定。

从表3还可以看出,RT100和RT1000产品的最大激励电流相差非常大:IEXT1000 = 108µA,IEXT100 = 362.4µA。由于RT1000的激励电流不到RT100电流的三分之一,所以RT1000比RT100更适合低功耗(便携式)仪器。RA电阻应为金属薄膜电阻,精度为±0.1%或更好,额定功率至少1/4W,须具有低温度系数。为确保RA电阻满足设计要求,应选择优秀厂商的产品。

PRTD线性误差

PRTD近似于线性特性,根据温度范围和其它条件的不同,通过计算PRTD电阻在-20°C至+100°C温度范围的变化,进行线性逼近:

R(t) ≈ R(0)(1 + T × a) (式8)

投稿箱:
   电子变压器、电感器、磁性材料等磁电元件相关的行业、企业新闻稿件需要发表,或进行资讯合作,欢迎联系本网编辑部QQ: , 邮箱:info%ett-cn.com (%替换成@)。
第一时间获取电子变压器行业资讯,请在微信公众账号中搜索“电子变压器资讯”或者“dzbyqzx”,或用手机扫描左方二维码,即可获得电子变压器资讯网每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!
温馨提示:回复“1”获取最新资讯。