最近看了一個篇Microchip關于RT D( 電阻溫度檢測器 )精確溫度測量的應用筆記,雖然文檔時間已經很久了,但是感覺還是有點東西的,有點思考來分析一下。
兩線,三線,四線有什么區別?
使用RT D進行溫度測量時,一般 分為 兩線,三線,四線制接法。
![]()
兩線制由于會引入線電阻,會導致采樣精度下降,要知道常用的鉑電阻PT100,每變化一度阻值只變化0.00385Ω,線纜的電阻假如只有10m Ω,帶來的誤差也接近3 ℃。
![]()
PT100實物照片
所以對測量精度有較高要求的場合,一般采用三線或者四線制,以消除線電阻的影響,本期不展開說消除的機理。一般可以通過電橋電路或者恒流源驅動RTD,通過電壓來推算溫度。
看看電路
我們來看一下應用筆記里的電路,看看有什么收獲,直接看紅框里的恒流源電路,其它的部分先不看,有空再講。
![]()
框里是一個恒流源電路,打眼看過去不是那么直觀,那注意到A2運放其實是一個跟隨器,同向輸入端和輸出端電壓相等,那么我們先把這個運放抹掉,用根短接線直接連起來,是不是感覺電路熟悉了起來?
![]()
不看A2后的電路
![]()
差分放大電路
在差分放大電路里,如果R1=R3,R2=R4,那么電路的輸出就是(V1-V2)*R2/R1。簡化后的電路如果V2接地電位,那么就和差分放大電路完全相同了,經過簡單的計算,由于電阻都是相同的,可以知道Rref電阻上兩端的電壓差(V3-V2)是2.5V,Rref電阻是2.5k時,流過的就是1mA的電流。在V2節點外接一個合適阻值的電阻到地后,就會產生一個1mA電流源的效果,而調整 Rref的值就可以獲得不同大小的電流 。
那這個運放A2是不是多余了?我們來分析一下,筆記寫里寫的是A2的輸出作為差分放大器的參考電壓,其實我覺得不太準確,因為V2電位是會隨著外部電阻變化而變化的,說它是參考不太合適。
![]()
其實我個人覺得最大的作用是A2起到了一個緩沖的作用,由于運放的虛斷特性,流入A2同相輸入端的電流幾乎為0,而如果沒有這個運放,會有額外的電流流過R3,R4這個支路,這樣V2的電位就變了,我們來仿真一下,外接電阻設為100Ω。
![]()
有運放A2
![]()
無運放A2
果然,有運放A2的時候,負載上流過穩穩的1mA電流,而把A2去掉后,R4上有向右流的47.9uA的電流,這個不期望的電流導致電流增加了0.05mA,也就是誤差增加了5%,這實在太可怕了,所以這個運放的作用是隔離,防止無意電流引起的誤差。
這里提醒大家,在設計電路時,還是要多思考,多問問what if,手冊和應用筆記也不全是金科玉律,只知道盲目CV是無法提高水平的,同時面試新手題目+1。
文章來源于 不斷成長的巨浪 ,作者 成長的小浪
國產 EDA 低功耗 & 靜態驗證技術研討會
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.