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[参考译文] CIRCUIT060002:通过 NTC 热敏电阻电路检测温度

Guru**** 1689980 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA4187, TLV9002, CIRCUIT060002, LM134, OPA2187, OPA187
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1344086/circuit060002-temperature-sensing-with-ntc-thermistor-circuit

器件型号:CIRCUIT060002
主题中讨论的其他器件:TLV9002LM134OPA2187、OPA4187、 OPA187

我正在查看此电路  CIRCUIT060002、其中使用 NTC 热敏电阻进行温度测量。 温度的变化会改变电阻,但在分压器电路中,这也会改变电流,对吧? 那么电阻的变化将不会与运算放大器 TLV9002读取的电压完全相等。 测量的准确度是多少?  

在我的应用中、我要寻找一个电路来测量0至150摄氏度之间的温度。 测量误差或精度可以在+/- 1摄氏度内、这是可以接受的。 考虑到 CIRCUIT060002,我应该为 R1、R2和 R3使用哪些值? 以及 Vref。   

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    您好、John:

    该电路不是从 NTC 电阻到电压的线性转换。 在较大的温度范围内、这将变得更加非线性。 如果您的应用能够校正非线性、那么可以使用此电路拓扑。  

    我在该主题中建议了用于将 R 线性转换为 V 的电路; https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1311187/lmv612-lmv612/5022774#5022774

    下面是一个简单的线性转换示例。   固定电流为 Vref *(G-1)/(G*R1);其中 G=11 (IOP1)增益)

    因此、[-40°C 至200°C](在 PT100上)的电压范围为[0.641V 至1.34V]

    增益由设置电流的 R1和放大 PT100电压的 RF/RG+1设置。

    您的 NTC 在物理上是否靠近 NTC 放大器? (无需开尔文连接)

    您的应用能否将电阻转换为所选 NTC 的温度? (NTC [T 至 R]的非线性不由放大器校正)

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    感谢您的答复。 对我来说、这看起来像是一个解决方案。 我看到您连接的电路中使用了 PT100。 我们还可以使用 PT100。 将两个运算放大器作为您的电路图。 我们不需要非常精确的测量。  

    您能否用您提到的建议解决方案谈谈测量精度/误差方面的信息? 是在+/- 5°C 或 +/- 2°C 内还是 在 +/- 1°C 内 ?  

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    John:

    其他一切都很完美。 该非线性误差(对于我找到的 PT100表)将保留。

    PT100基极电阻是另一个误差源。 大多数选项为0.25%电阻或0.6C 或更高。

    电路的电阻容差、运算放大器失调电压和 Vref 容差将增加其误差。 我希望2C 可以在没有校准的情况下完成。   

    您的最准确参考电压是多少? (使用 ADC Vref 取消某些 Vref 错误)

    所需的输出范围是多少? (应略小于满量程读取以允许容差和少量超出范围)

    最后、您的电源电压是多少?

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    您好 Ron Michallick、

    我不确定 哪种解决方案在以下三个选项中更好。  

    1-电路示意图、如  CIRCUIT060002中所述。 而是使用 NTC。 我们可以改用 PT1000吗?   

    2 -您在您提到的帖子中展示的解决方案。  

    3 A 恒流源1mA、使用 LM134至 PT1000。  

    温度范围和精度已在本主题的第一篇文章中提及。 我们甚至可以接受+/-1 degC 的精度/偏移/误差。   

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    John:

    我需要这个问题的答案来知道采取什么途径" 您的温度传感器是否位于您的应用中、非常接近放大器? "  

    如果不是、则应实现传感器的开尔文测量。

    对于+/-1C 最大误差、我建议对 R 到 V 转换器进行内部校准。 否则所有元件必须具有非常严格的容差。  

    在左侧、电流源是 Howland 型。 替代 LM134的精度为3%、但包含自己的基准。

    中间是远程 PT1000选择器或两个校准基准电阻器之一(仅显示1个校准 R)(因此转换器可以提供校准 VOUT)

    两点校准仅可以消除转换器中的线性误差、所有 PT1000误差都将保留。   

    右侧部分是仪表放大器(IA)、它可以由运算放大器和电阻器或者芯片 IA 组成

     

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    是的、温度传感器 PT1000和放大器位于同一 PCB 上。 我可以在 PCB 设计中使用四线迹线。 它们将尽可能靠近 PCB。 关于温度测量精度、我可以说、即使在2摄氏度关闭的情况下也会发现。 这意味着我们不需要非常精确的测量。  

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    John:

    对于这种情况、我建议使用两个或三个运算放大器 OPA2187或 OPA4187的该版本、以实现低失调电压和低热漂移。 板载使用时、所有组件均处于0°C 至150°C 的温度范围内。 固定电流为1mA。 两个输出 VOUT1使用较少的 ADC 范围、而输出二使用较多的 ADC 范围、且复杂性更高。 Vref 应与 ADC Vref 相同、以便可以消除 Vref 误差。

    所有电阻器都应该是0.1%或更高精度、并且温度系数匹配。 理想情况下、R1的温度系数应为零、因为这会将固定 V 至 I 的转换按比例缩放。 我不能说这有多精确、因为 R1将成为关键误差。

    我还将传递 POST 到精密运算放大器(对于 OPA187)。 他们在精密计算方面拥有更多的经验。    

    0C 至150C 传递函数(1000.1欧姆至1574.4欧姆)[根据0V、75C 和150C 点的值可最大程度地减小误差]

    额外的电路可实现0V 至3.3V 的整个 ADC 范围、但这可能引入比其消除的误差更大的误差。  

    e2e.ti.com/.../Rev2.TSC