Pt1000高精度温度测量电路误差分析
总精度分析:Pt1000在0℃的电阻为1k ,变化为3.851Ω/℃
如果要求精度达到0.5℃,对应电阻变化为1.9255Ω
使用电流源为1mA ,对应电压为1.9255mV ,以0℃为基准,电路要达到1.9255‰的精度
留一定余量,允许电路产生1.5‰的误差
误差分配:电路由五部分组成:传感器,电流源,补偿电路,信号调理,ADC 传感器部分:主要是导线电阻给电路带来的误差,使用三线制,最高型号
传感器也会引入0.4‰的误差;电流源:电流源电路的精度主要取决于LM334
电流纹波,由于
LM334内的基准
电压源与温度成正比,所以需要更改电路为:
以降低电流源电路对温度的敏感度;
补偿电路:
若R6=R5=2R4,
根据电路原理分析,误差的来源主要是R2和R3
的差值:
电阻R4,R5,R6
的精度带来的误差:
可知此三电阻的精度使用1%,即可只分配0.04‰的误差
信号调理电路
:
假设运放为理想运放,则传递函数为:
若R9=3R11,
若有R9
在理想运放下,传递曲线:
△Vout=Vout1-Vout2,而且和输入电压V3有关
根据仿真结果
将R13和R11设置成相差100倍,须给这部分分配0.027‰的误差
电阻R7,R14,R8,R10,R11,R13,R9,R11精度对输出误差的影响:此组数据说明用正常的精度值无法达到所需的精度,所用的电路结构是有问题的。如需用本电路实现,则在电路焊接的时,需要人工对电阻进行筛选以达到高精度的要求
人工筛选电阻,为此部分分配0.35‰的误差
ADC :输出电压在0.5V-1.5V 之间,最小分辨电压要求为1.5mV ,若满刻度为2V ,则需要11位ADC ,加两位裕量13位AD ,ADS1110为16位ADC ,满足要求,不引入新的误差
剩下6.9‰的误差分配给运放,要求运放满足:≤6.9mV
Lm358不符合要求
Pt1000高精度温度测量电路误差分析
总精度分析:Pt1000在0℃的电阻为1k ,变化为3.851Ω/℃
如果要求精度达到0.5℃,对应电阻变化为1.9255Ω
使用电流源为1mA ,对应电压为1.9255mV ,以0℃为基准,电路要达到1.9255‰的精度
留一定余量,允许电路产生1.5‰的误差
误差分配:电路由五部分组成:传感器,电流源,补偿电路,信号调理,ADC 传感器部分:主要是导线电阻给电路带来的误差,使用三线制,最高型号
传感器也会引入0.4‰的误差;电流源:电流源电路的精度主要取决于LM334
电流纹波,由于
LM334内的基准
电压源与温度成正比,所以需要更改电路为:
以降低电流源电路对温度的敏感度;
补偿电路:
若R6=R5=2R4,
根据电路原理分析,误差的来源主要是R2和R3
的差值:
电阻R4,R5,R6
的精度带来的误差:
可知此三电阻的精度使用1%,即可只分配0.04‰的误差
信号调理电路
:
假设运放为理想运放,则传递函数为:
若R9=3R11,
若有R9
在理想运放下,传递曲线:
△Vout=Vout1-Vout2,而且和输入电压V3有关
根据仿真结果
将R13和R11设置成相差100倍,须给这部分分配0.027‰的误差
电阻R7,R14,R8,R10,R11,R13,R9,R11精度对输出误差的影响:此组数据说明用正常的精度值无法达到所需的精度,所用的电路结构是有问题的。如需用本电路实现,则在电路焊接的时,需要人工对电阻进行筛选以达到高精度的要求
人工筛选电阻,为此部分分配0.35‰的误差
ADC :输出电压在0.5V-1.5V 之间,最小分辨电压要求为1.5mV ,若满刻度为2V ,则需要11位ADC ,加两位裕量13位AD ,ADS1110为16位ADC ,满足要求,不引入新的误差
剩下6.9‰的误差分配给运放,要求运放满足:≤6.9mV
Lm358不符合要求