實際積極反饋對于完善 PRTD 的力量
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-09-27 16:20:16 | 541 次閱讀

圖 1 PRTD 電路無恥地復制了 Nick C 將普通數(shù)字萬用表制作成精密數(shù)字溫度計的想法。
圖 1 的電路在概念上與 Nicks 的電路相同,將 PRT 置于具有 PRT 恒流激勵的基本橋式拓撲中。但在一個細節(jié)上有所不同。只有橋的 PRT 一半通過恒流進行主動調(diào)節(jié),而另一半(調(diào)零)只是一個無源分壓器。這種策略在一定程度上減少了部件數(shù)量(節(jié)省了兩個晶體管、一個運算放大器,可能還節(jié)省了一兩個電阻器)。但它不會使電路工作明顯變差或變好。校準過程與 Nick's DI 中解釋得很清楚的過程相同,可達到的精度也相同。我當然不會試圖與尼克在這方面寫得很好的文章競爭。事實上,我想您可能會合理地問這樣一個類似的電路是否真的值得首先單獨出版。幸運的是,我們的故事還沒有結束。
由于電橋的無源側造成 PRT 信號衰減 10%,為了復制 Nick 的 1 mV/ o C 直接讀數(shù)的出色功能,我必須將 PRT 激勵電流Iprt提高同樣的 10 % 產(chǎn)生更大的信號。因此,我將Iprt = 110% x 1mV/ o C / 0.03851 = 2.857 mA,而不是Nick 在他的雙恒流源電路中使用的2.597 mA 。到目前為止,一切都很好。
但這讓我開始思考Iprt的進一步倍數(shù)可能會產(chǎn)生什么影響。當然,這非常有趣,因為鉑的溫度系數(shù)并不完全隨溫度恒定,這一事實由 Callendar-Van Dusen 多項式描述。它預測隨著溫度T 的增加,鉑的溫度系數(shù)從 0 o C 值開始穩(wěn)定下降。請注意令人討厭的二次“B”項。
R(T) = R(0) [1 + (AT) – (BT 2 )]
A = 3.9083 10 -3
B = 5.775 10 -7 因此,我計算了電路在 0 o C 至 100 o C 范圍內(nèi)的輸出,同時逐漸提高Iprt。有趣的結果如圖 2所示。X軸 = 實際溫度,紅色= 讀數(shù)誤差(以度為單位)。

要利用這種效應來連續(xù)自動修正讀數(shù),只需添加 R8 和 R9 即可生成圖 3中提供的正反饋?,F(xiàn)在:
Iprt(T) = Iprt(0)(1 + 0.15(Vprt(T) – Vprt(0)) 因此,當讀出電壓從 0 變?yōu)?100 mV 時,Iprt激勵電流會增加 0 至 +1.5%,以實現(xiàn)精確的線性化讀數(shù)。

圖 3 正反饋的殘余誤差如圖 4所示。
圖 3通過 R8 到參考 U1 的 40 mV 正反饋會隨著溫度的升高而增加 PRT 激勵電流,從而使溫度讀數(shù)線性化,使溫度計精確到 +/-0.1 o C。

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