【个人经验分享】恒流激励三线制PT100电路分享

之前写过挺多PT100的相关电路了,其中大概是分为两派,一派是直接用ADC采集,我称之为现代派。因为我感觉像PT100这种采集对ADC的采样速率要求并不高,所以就算精度高一些的ADC也没有很贵,所以ADC直接采集是很方便且高效的方案。

本期分享的也是一个古代派的电路,也是采用恒流激励,然后运放做加减比例去输出给ADC采集,电路图大致如下所示:

这个电路可以分为两个部分,一个是恒流激励部分,另一部分是运放的采集与放大。我们先分析恒流激励部分,恒流部分采用了一个2.5V的基准源,通过浮地的方式控制恒流源,恒流激励为2.5V/R2 = 500uA。500uA在PT100的规格以内,自热效应小,对误差可以忽略不计。其中Q2与Q1组成了一个达林顿结构,旨在减少Ib电流对最终恒流值的误差。

然后我们分析电流路径,可以看到恒流源的激励电流如下所示流动。其在J1的1脚产生的电压值为:i*(PT100 + Rw1 +Rw3)。在J1的2脚产生的电压值为:I*(PT100 +Rw3)。然后U1.2与U1.3组成的是一个增益为11倍的同相比例放大器,所以U1.2输出为:

V2 = I*(PT100 +Rwire3)*11

 =Vpt100*11 + Rwire*11

U1.3的输出为:

V1 = I*(PT100 + Rw1 +Rwire3)*11

 = Vpt100*11 + Rwire*22

然后最后一级U1.4可以看做一个同相比例和一个反向比例的叠加,同相比例的增益为2倍,反向比例的增益为-1倍。假设Rwire1和Rwire3和Rwire2的线阻阻值是相等的,那么其最终输出公式为:

Vadc =2*V2-V1

     =22\*Vpt100+22\*Rw - Vpt100\*11 - 22\*Rw

     =11\*Vpt100

其中Vpt100 = 0.5mA*Rpt100

那么至此为止,这个电路也就分析完了。古代派和现代派你觉得哪个好一些呢?我还是比较喜欢现代派哈哈。目前我拆机基本上没有见到过用运放搭建的,感觉用运放做的基本慢慢的都被取代掉了。用ADC做很轻松就可以做到很高的精度,用运放搭建的话,可能价格也不会比ADC便宜多少。我还是比较推荐用ADC芯片直接采集。