any_014 发表于 2016-4-13 11:24:25

pt100测量电路如何校准?

现在用的外置ADC的方案。

电路原理基本如下,运放产生恒流源,加到PT100热电阻和一个4.02K的电阻上。ADC采样4.02K电阻两端的电压作为基准电压,然后ADC采集PT100电阻两端电压,由于流过两电阻的电流(近似)一致,所以有如下公式:

Rpt = 4.02k*Value/8/2^24;

式中的8是由于ADC内部将AD值放大了8倍,最后运算时需要除8,2^24指的是24位adc的最大值,对应的是4.02k电阻的电压值;Value对应的就是PT100电阻上对应的电压值;

如果按上式计算的话,有一定误差。80欧时,就有2欧的误差,估计是引线电阻引起的,用的30cm左右长度的双头夹子线。

外接精密阻值两线测量阻值误差
00.0270.027
8082.0332.033
100102.172.17
120122.3852.385
150152.5122.512
180182.6522.652
200202.8952.895
300304.0414.041


于是修改了下程序,改成三线制测量,理论上可消除引线带来的误差,结果还是有不小的误差。

外接精密阻值两线测量阻值误差三线测试阻值误差
00.0270.0270.0170.017
8082.0332.03380.530.53
100102.172.17100.6690.669
120122.3852.385120.9120.912
150152.5122.512151.051.05
180182.6522.652181.2111.211
200202.8952.895201.4071.407
300304.0414.041302.5452.545

有考虑了另一种方法,既然被测电阻值和读取的adc数据是一次函数关系,那么设阻值为y,读取值为x,则有y = a*x + b;通过多项式计算a, b值即可。
于是计算后下表。

y = a*x + b


外接电阻AD_Valueab
050647


80273818733.59425-1507.609189
100341147633.60829-1509.979379
120408677933.634433-1505.808036
150509189733.608333-1506.977436
180609872333.600422-1507.332249
200677584733.626-1506.18569
3001015065133.66668-1504.365741


33.619773-1506.89396

这是用两线制情况下测到的值计算出来的,最后把a, b的平均值带到计算公式里,然后运行程序,得到的值,是略小于精密电阻的实际阻值。
但,这是包含两根引出线的情况,感觉这样算也不对,你不知道客户那里会用多长的线,引出线的电阻肯定不一样。

y = a*x + b




外接电阻AD_Valueab
代入ab后得到的阻值
050647


1.481
80273818733.59425-1507.609189
79.993
100341147633.60829-1509.979379
100.011
120408677933.634433-1505.808036
120.119
150509189733.608333-1506.977436
150.02
180609872333.600422-1507.332249
180.214
200677584733.626-1506.18569
200.064
3001015065133.66668-1504.365741
300.477


33.619773-1506.89396



dwwzl 发表于 2016-4-13 11:56:56

会不会由于恒流源不稳定或者ADC测量不稳定造成的呢?

sfee2002 发表于 2016-4-13 12:19:57

有没有测下恒流源电流是否恒定

any_014 发表于 2016-4-13 14:07:59

sfee2002 发表于 2016-4-13 12:19
有没有测下恒流源电流是否恒定

恒流源不稳的话,一般是跳动吧?
现在是精度不够,现在根据我推的那个公式,被测阻值只取决于4.02k电阻精度和adc读取的值。
感觉应该是4.02K电阻精度的问题,但又不知道该如何根据已知数据来确定这个4.02K电阻值。

黑夜之狼 发表于 2016-4-13 17:16:16

为什么要拿4.02K电阻两端的电压作为基准电压

any_014 发表于 2016-4-13 17:38:59

黑夜之狼 发表于 2016-4-13 17:16
为什么要拿4.02K电阻两端的电压作为基准电压

这个电阻同时也是恒流电路的电压采样电阻。
至于这个阻值,是想在产生400uA电流,然后再这个电阻上产生1.608V电压,作为横流电路的反馈电压。

Dylan疾风闪电 发表于 2016-4-14 10:35:45

本帖最后由 Dylan疾风闪电 于 2016-4-14 10:37 编辑

个人感觉:
要提高精度的话,最好还是使用电压基准芯片来产生基准电压。
电阻分压的话,对电阻的要求较苛刻,较难满足高精度的应用。毕竟你无法保证电阻两端的电压是否会影响到你测量的线性?
另外,即使使用外置ADC,也建议做一下校零。:)
(希望对您有帮助~)

疯子单行 发表于 2017-3-13 18:14:53

应该是4.02K电阻精度的问题
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