实际积极反馈对于完善 PRTD 的力量

接线图 2024年10月22日 18:25 31 admin

　实际积极反馈对于完善 PRTD 的力量第1张

　图 1 PRTD 电路无耻地复制了 Nick C 将普通数字万用表制作成精密数字温度计的想法。

　　图 1 的电路在概念上与 Nicks 的电路相同，将 PRT 置于具有 PRT 恒流激励的基本桥式拓扑中。但在一个细节上有所不同。只有桥的 PRT 一半通过恒流进行主动调节，而另一半（调零）只是一个无源分压器。这种策略在一定程度上减少了部件数量（节省了两个晶体管、一个运算放大器，可能还节省了一两个电阻器）。但它不会使电路工作明显变差或变好。校准过程与 Nick's DI 中解释得很清楚的过程相同，可达到的精度也相同。我当然不会试图与尼克在这方面写得很好的文章竞争。
　　事实上，我想您可能会合理地问这样一个类似的电路是否真的值得首先单独出版。幸运的是，我们的故事还没有结束。
　　由于电桥的无源侧造成 PRT 信号衰减 10%，为了复制 Nick 的 1 mV/ o C 直接读数的出色功能，我必须将 PRT 激励电流Iprt提高同样的 10 % 产生更大的信号。因此，我将Iprt = 110% x 1mV/ o C / 0.03851 = 2.857 mA，而不是Nick 在他的双恒流源电路中使用的2.597 mA 。到目前为止，一切都很好。
　　但这让我开始思考Iprt的进一步倍数可能会产生什么影响。当然，这非常有趣，因为铂的温度系数并不完全随温度恒定，这一事实由 Callendar-Van Dusen 多项式描述。它预测随着温度T 的增加，铂的温度系数从 0 o C 值开始稳定下降。请注意令人讨厌的二次“B”项。
　　R(T) = R(0) [1 + (AT) – (BT 2 )]
　　A = 3.9083 10 -3
　　B = 5.775 10 -7

　　因此，我计算了电路在 0 o C 至 100 o C 范围内的输出，同时逐渐提高Iprt。有趣的结果如图 2所示。X轴 = 实际温度，红色= 读数误差（以度为单位）。

实际积极反馈对于完善 PRTD 的力量第2张

　　图 2此处使用的 Callendar-Van Dusen 多项式预测，对于任何给定温度，都存在激励电流增量，该增量将给出准确的读数，例如，33 o C 为 0.5%，67 o C 为 1% ，对于 67 o C 为 1.5% 100摄氏度。
　　要利用这种效应来连续自动修正读数，只需添加 R8 和 R9 即可生成图 3中提供的正反馈。现在：
　　Iprt(T) = Iprt(0)(1 + 0.15(Vprt(T) – Vprt(0))

　　因此，当读出电压从 0 变为 100 mV 时，Iprt激励电流会增加 0 至 +1.5%，以实现精确的线性化读数。

实际积极反馈对于完善 PRTD 的力量第3张