如何解决PT100电桥输出的非线性

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 09:08:12

如图。VB取2.5v，R3=R4=2.55K,R2=75欧姆。这样流过PT100的电流就少于1mA。但是电桥输出VO与PT电阻值R1的关系是非线性的。如果才能解决这个非线性。求助

黑夜之狼 · 发表于 2014-11-12 09:19:07

PT100本来不是线性的吧

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 09:32:01

黑夜之狼发表于 2014-11-12 09:19
PT100本来不是线性的吧

额，我要说的是电桥输出VO与PT100电阻的之间的非线性。不是PT100电阻与温度的非线性

zhao_pc0305 · 发表于 2014-11-12 09:50:26

原因是Vb并非一直不变,它会随负载大小轻微变化,但对于高精度采集来说是有影响的.其实这种非线性在一定程度上是可重复的,这就意味着可以向修正PT100的非线性一样修正它,也可以换成恒流源激励.

lanxiao0714 · 发表于 2014-11-12 10:26:57

可以用类似ADS1248这类通双恒流源的方法测三线PT100

wang19900908 · 发表于 2014-11-12 14:03:59

可以分段测试

JamesErik · 发表于 2014-11-12 14:09:02

LT的资料

redroof · 发表于 2014-11-12 14:17:03

放着单片机干啥用？
为什么非要指望传感器直接输出线性？？
PT100即使用恒流驱动，其实也是一个3次函数，根本就不线性

只要你知道表达式，单片机自己计算一下不就是了。
单片机闲着也是闲着～
话说PT100这种东西，我最喜欢的做法是拿它跟一个固定电阻分压，然后固定比例放大进AD。其它一概软件搞定。

ApexUSB · 发表于 2014-11-12 14:18:23

Mark一下，这个马上会用到。

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 14:54:11

zhao_pc0305 发表于 2014-11-12 09:50
原因是Vb并非一直不变,它会随负载大小轻微变化,但对于高精度采集来说是有影响的.其实这种非线性在一定程度 ...

不是VB，是PT100电阻变化导致的

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 14:56:07

lanxiao0714 发表于 2014-11-12 10:26
可以用类似ADS1248这类通双恒流源的方法测三线PT100

我知道恒流可以解决问题，但是电流花销不少啊

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:00:49

wang19900908 发表于 2014-11-12 14:03
可以分段测试

电桥是非线性的，PT100电阻和温度也是非线性的。如果采用分段的话，感觉还不如把R3，R4提高，使PT100电阻带来的非线性误差可以忽略不计

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:01:36

JamesErik 发表于 2014-11-12 14:09
LT的资料

多谢，我看看

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:06:47

redroof 发表于 2014-11-12 14:17
放着单片机干啥用？
为什么非要指望传感器直接输出线性？？
PT100即使用恒流驱动，其实也是一个3次函数，根 ...

这个不是要传感器输出是线性的。是电桥输出的电压与PT100电阻（或者其他电阻）非线性，是电桥本身输出非线性。我是想找到一个方法，硬件处理或者软件补偿，使电桥输出呈现线性。

wang19900908 · 发表于 2014-11-12 15:13:40

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:00
电桥是非线性的，PT100电阻和温度也是非线性的。如果采用分段的话，感觉还不如把R3，R4提高，使PT100电阻 ...

精度要求不高的话是可以忽略的，如果不在线性的那一段不重要也可以忽略不计

marshallemon · 发表于 2014-11-12 15:15:16

这个非线性是由桥臂的电阻精度，温度系数，引线电阻，激励精度，铜箔电阻混合决定，你这一个草图有毛用？另外你又凭啥说是非线性？你测量输出了？用啥测得？

redroof · 发表于 2014-11-12 15:20:04

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:06
这个不是要传感器输出是线性的。是电桥输出的电压与PT100电阻（或者其他电阻）非线性，是电桥本身输出非 ...

“线性”有什么好处？？
反正数据都是给单片机处理的，单片机自己计算一下消掉这个非线性不是更便宜，更省事？？
电桥都是上个世纪的事情了，现在主流的方法都是纯数字处理。模拟的部分越少越好，只要得到一个跟待测量相关的AD值就行了。
很久以前的老古董里面确实有硬件线性化的电路，但是精度低，又费事。何必呢？
单片机的程序又不花钱，精度又高。

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:20:33

我就是想用类似7楼给的资料里面的那公式来处理PT100电阻与温度的非线性关系。但是三线制的PT100电阻与电桥的电压输出是非线性的。就是通过运放和AD之后计算出的电阻值并不是真正的PT100电阻值，这样你使用那个公式后得出的结果是偏大的
我目前使用的方法是R3，R4增大，使R3>>PT100电阻，这样电桥的输出可以表现为线性的。VO=(R1/R4+R2/R3)*VB,即R1与VO表现为线性关系。带入7楼给的公式就可以算出很接近的温度值。但是这样也有个问题，PT100信号就很微小，对运放要求高，抗干扰弱

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:27:42

redroof 发表于 2014-11-12 15:20
“线性”有什么好处？？
反正数据都是给单片机处理的，单片机自己计算一下消掉这个非线性不是更便宜，更 ...

电桥非线性，PT100非线性，你软件处理要分多细才可以得到高精度。
我知道有硬件高手可以处理电桥和PT100非线性，他们加个正反馈，就可以一次处理好两个非线性。而且进度在0.5度内，抗干扰很好

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:31:04

marshallemon 发表于 2014-11-12 15:15
这个非线性是由桥臂的电阻精度，温度系数，引线电阻，激励精度，铜箔电阻混合决定，你这一个草图有毛用？另 ...

你可以看看电桥电路。你说得那些你确定是影响电桥的非线性输出的原因？

redroof · 发表于 2014-11-12 15:35:35

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:27
电桥非线性，PT100非线性，你软件处理要分多细才可以得到高精度。
我知道有硬件高手可以处理电桥和PT100 ...

干嘛要细分？？
解方程不会吗？？
既然都是解方程，干嘛用电桥，直接用半个桥臂就行了（也就是PT100跟固定电阻简单分压）
让非线性来得大一点吧

Rpt100/（Rpt100+R固定）=AD值/AD满量程

解这个方程得到PT100的值，跟这个电路是不是线性没关系

从PT100的阻值到温度又是一个方程，是3次的。
式子老长，我就不列了，随便你用什么方法，数值解这个方程，就得到温度值
最简单的解法是牛顿迭代法。

或者要是不会，干脆你去细分吧，慢就慢点，没关系的，CPU闲着也是闲着：在整个温度量程里面分10份，各算一个电阻值，取最接近你测到的电阻值的上下两个温度
在这个温度范围里面，再分10份，再对每个点算一次温度，再取最接近你测到的电阻值的上下两个温度点
。。。。。。

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:40:09

redroof 发表于 2014-11-12 15:35
干嘛要细分？？
解方程不会吗？？
既然都是解方程，干嘛用电桥，直接用半个桥臂就行了（也就是PT100跟固 ...

我知道你的这种方法，分别测量PT100的两线，然后相减。这样很浪费AD

redroof · 发表于 2014-11-12 15:40:56

我试过，从PT100阻值到温度，用牛顿迭代法解方程只需要2次迭代就可以得到0.01度的精度。
要是还不放心，就用3次迭代吧，3次迭代的精度在7位有效数字上见不到误差。

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:46:51

redroof 发表于 2014-11-12 15:40
我试过，从PT100阻值到温度，用牛顿迭代法解方程只需要2次迭代就可以得到0.01度的精度。
要是还不放心，就 ...

我如果能得到准确的PT100电阻值就不愁了，问题是三线制PT100电桥不用电流源，你经过运放，AD后，如果你按线性来计算PT100电阻值，得不到真实的啊

redroof · 发表于 2014-11-12 15:47:42

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:40
我知道你的这种方法，分别测量PT100的两线，然后相减。这样很浪费AD

那就用电桥加放大器呗，一样的啊。
我只是告诉你算法。
你自己列出按照你的接法，PT100电阻的计算公式
然后按着公式算回去就行了
跟“线性”没关系

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 15:51:51

redroof 发表于 2014-11-12 15:47
那就用电桥加放大器呗，一样的啊。
我只是告诉你算法。
你自己列出按照你的接法，PT100电阻的计算公式

开始我也是这样想的，但是VB，电阻这些都有误差，还有就是放大倍数，这些不确定的因数。反运算出来的也很蛋疼啊

redroof · 发表于 2014-11-12 15:53:40

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:46
我如果能得到准确的PT100电阻值就不愁了，问题是三线制PT100电桥不用电流源，你经过运放，AD后，如果你按 ...

3线你目前的电路也不是最优的
最简单的硬件还是我说的，直接跟固定电阻分压
用2个AD通道
一个通道测PT100加引线电阻上的总电压
另一个通道测那根引线上的电压，然后自己计算。
（如果AD自己不带PGA，你就在两个AD通道后面加放大器）

串联示意图：

VRef

R固定

引线
（AD通道1）
PT100
------------引线（AD通道2）
引线

地

redroof · 发表于 2014-11-12 15:54:38

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:51
开始我也是这样想的，但是VB，电阻这些都有误差，还有就是放大倍数，这些不确定的因数。反运算出来的也很 ...

你自己画的电桥电路从原理上就不是能自动对付3线的做法
忘掉这个电路吧！

redroof · 发表于 2014-11-12 15:56:00

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:51
开始我也是这样想的，但是VB，电阻这些都有误差，还有就是放大倍数，这些不确定的因数。反运算出来的也很 ...

你把3线PT100的3个引线电阻都画到你的电桥里面，看看这个电路变成什么样了

lanxiao0714 · 发表于 2014-11-12 16:12:54

可以参考类似的电路

friendljy · 发表于 2014-11-12 16:36:06

我以为电桥都是线性输出的呢，这个非线性我没研究过。但是肯定可以通过几个电阻简单的补偿或者本身就是非常接近线性的。
因为用到过电桥结构的传感器，比如扩散硅的压力传感器，本身就是一个电桥，恒压横流供电的都有，但是全量程非线性都可以做到0.1%以上。
还有应变片组成的电桥，同样都是按照线性处理的。

marshallemon · 发表于 2014-11-12 16:36:38

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:31
你可以看看电桥电路。你说得那些你确定是影响电桥的非线性输出的原因？ ...

那你觉得是啥影响的线性？

marshallemon · 发表于 2014-11-12 16:45:37

marshallemon 发表于 2014-11-12 16:36
那你觉得是啥影响的线性？

你恒压激励，RTD的阻值变化，激励电流变化，你输出还想线性？
RTD本来也并非线性，TCR只是一个平均值，即使你做成线性又有何用？

marshallemon · 发表于 2014-11-12 16:48:48

redroof 发表于 2014-11-12 15:53
3线你目前的电路也不是最优的
最简单的硬件还是我说的，直接跟固定电阻分压
用2个AD通道

你说的是比例式测量，四线接法？

marshallemon · 发表于 2014-11-12 16:55:07

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:46
我如果能得到准确的PT100电阻值就不愁了，问题是三线制PT100电桥不用电流源，你经过运放，AD后，如果你按 ...

如果你考虑的是整个系统的误差，就看我说的哪些，如果是只考虑电桥那就更改激励方式。线性不线性这个看你的精度要求，能达到你的精度要求的非线性那就是可以接受的，这个线性也可分为初始线性和长期线性，至于你能不能实现那看你的功底。搜搜我的帖子

marshallemon · 发表于 2014-11-12 16:56:37

redroof 发表于 2014-11-12 15:40
我试过，从PT100阻值到温度，用牛顿迭代法解方程只需要2次迭代就可以得到0.01度的精度。
要是还不放心，就 ...

这个只能说是你的算法的拟合精度，至于实测精度那还要看你的硬件

redroof · 发表于 2014-11-12 16:57:01

marshallemon 发表于 2014-11-12 16:48
你说的是比例式测量，四线接法？

就是最简单的最容易想到的，标准的比例测量

用AD的参考源给PT100串一个精密的固定电阻供电，你测到的AD值就是PT100和已知电阻的比例。然后自己换算就行了。这样不要求AD的参考源浮地。
只对3线有效，因为它假设了3个导线电阻相同。
4线还是老老实实的做个恒流源来驱动它，或者用个参考源可以浮地的AD（一般的SigmaDeltaAD都可以），用精密固定电阻上面的电压当参考。不然没办法消掉引线电阻。

redroof · 发表于 2014-11-12 16:58:04

marshallemon 发表于 2014-11-12 16:56
这个只能说是你的算法的拟合精度，至于实测精度那还要看你的硬件

没错啊
这当然只是计算精度。
你要是PT100自己不准，什么都白搭

至少你的计算部分不能降低精度，不然就浪费PT100了

redroof · 发表于 2014-11-12 17:03:16

整个系统分为2部分，首先是用某种方法测到PT100的电阻。
然后是由电阻计算温度。
由电阻计算温度的部分，直接按ITS90的那个3次函数解方程就好了，没什么好说的。方程是死的，这一部分可以没有误差。

wkman · 发表于 2014-11-12 17:26:43

常用是恒流源->放大->软件补偿

Tonyhai · 发表于 2014-11-12 17:28:55

查表法，很好用，只是要用到单片机

alias · 发表于 2014-11-12 17:42:21

楼主可参考以下 TI 的技术文档 SLYT442。它已包含仿真电路， PDF 和 EXCEL 试算表。

marshallemon · 发表于 2014-11-12 18:19:03

redroof 发表于 2014-11-12 16:57
就是最简单的最容易想到的，标准的比例测量
用AD的参考源给PT100串一个精密的固定电阻供电，你测 ...

比例测量，共模电压太高，AD的分辨率不能有效的利用，测量精度和线性依赖于比例电阻。
比例测量依然可以使用四线RTD，效果也是一样的，前提是后级使用高阻差分输入，并非只是恒流可用

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 18:21:53

redroof 发表于 2014-11-12 15:56
你把3线PT100的3个引线电阻都画到你的电桥里面，看看这个电路变成什么样了 ...

这样如何？

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 18:29:03

marshallemon 发表于 2014-11-12 16:45
你恒压激励，RTD的阻值变化，激励电流变化，你输出还想线性？
RTD本来也并非线性，TCR只是一个平均值，即 ...

三线的很多都是恒压源，电流源是可以，但是这类IC贵啊。REF200要10几块一个。
电桥非线性，PT100与温度又非线性。这样测量出来的结果，细分的整体精度也不高啊，除非分的很细
如果能解决PT100电阻与桥电阻是线性的。那样整体用公式来，整体精度不很高了？

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 18:33:14

marshallemon 发表于 2014-11-12 16:55
如果你考虑的是整个系统的误差，就看我说的哪些，如果是只考虑电桥那就更改激励方式。线性不线性这个看你 ...

有电流源推荐吗，现在人都要求0.1的精度，很是蛋疼啊

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 18:34:17

alias 发表于 2014-11-12 17:42
楼主可参考以下 TI 的技术文档 SLYT442。它已包含仿真电路， PDF 和 EXCEL 试算表。

多谢，这个PT100线性化公式我有

marshallemon · 发表于 2014-11-12 18:41:52

redroof 发表于 2014-11-12 15:53
3线你目前的电路也不是最优的
最简单的硬件还是我说的，直接跟固定电阻分压
用2个AD通道

你的接法可是这样？我怎么和你的算法连续不起来？

marshallemon · 发表于 2014-11-12 19:25:31

eaglelpx 发表于 2014-11-12 18:29
三线的很多都是恒压源，电流源是可以，但是这类IC贵啊。REF200要10几块一个。
电桥非线性，PT100与温度又 ...

如果只是激励方式带来的非线性那还是有据可循的。软件上可以校正。恒流IC并不多，我也没用过，看看便宜的LM334够你用不，我记得它的手册上有个0温度系数的电流源应用，你可以看看，至于实际做出来能不能到0未知

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 20:15:38

marshallemon 发表于 2014-11-12 18:41
你的接法可是这样？我怎么和你的算法连续不起来？

他那个做法是2r+PT100，和2r。然后相减

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 20:19:20

friendljy 发表于 2014-11-12 16:36
我以为电桥都是线性输出的呢，这个非线性我没研究过。但是肯定可以通过几个电阻简单的补偿或者本身就是非常 ...

压力那个好像是全桥的，四个都变化，基本是线性的

marshallemon · 发表于 2014-11-12 20:21:27

eaglelpx 发表于 2014-11-12 20:15
他那个做法是2r+PT100，和2r。然后相减

惠斯通电桥使用3线我一直在用

redroof · 发表于 2014-11-12 21:09:42

marshallemon 发表于 2014-11-12 18:41
你的接法可是这样？我怎么和你的算法连续不起来？

是这样的

redroof · 发表于 2014-11-12 21:14:40

eaglelpx 发表于 2014-11-12 15:06
这个不是要传感器输出是线性的。是电桥输出的电压与PT100电阻（或者其他电阻）非线性，是电桥本身输出非 ...

你的电桥原本就是非线性的啊，没关系，有可计算的公式就行了。你把式子列出来，一看就知道
别忘了，单片机不是以前的纯硬件电路，只能做比例和加减

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 21:21:16

redroof 发表于 2014-11-12 21:14
你的电桥原本就是非线性的啊，没关系，有可计算的公式就行了。你把式子列出来，一看就知道
别忘了，单片 ...

大哥，问题是找不到线性化公式啊。。
所以问下你们是怎么处理的

redroof · 发表于 2014-11-12 21:29:14

marshallemon 发表于 2014-11-12 18:19
比例测量，共模电压太高，AD的分辨率不能有效的利用，测量精度和线性依赖于比例电阻。
比例测量依然可以 ...

这个电路完全不线性，精度依赖一个电阻已经是非常好的了，难道你想依赖更多的元件？
都用上四线了，当然得对付导线不等长的情况，以及导线很长的情况，
结果测出导线电阻并减去也不是一个好方法。
不用恒流就得用固定电阻上的压降当差分参考源，这跟恒流在效果上等价。

redroof · 发表于 2014-11-12 21:33:37

eaglelpx 发表于 2014-11-12 21:21
大哥，问题是找不到线性化公式啊。。
所以问下你们是怎么处理的

是你上面画的那个电桥的图吗？
我都说了电桥不是那么用的，当然找不到公式，因为已知条件根本不够
你看看那个电路得测哪些点的电压才能计算出你要的电阻

yjysss · 发表于 2014-11-12 21:36:02

三线PT100，要是采用固定电阻分压，固定电阻取多少值比较合适，固定放大倍数又是多少合适啊

redroof · 发表于 2014-11-12 21:43:42

eaglelpx 发表于 2014-11-12 20:15
他那个做法是2r+PT100，和2r。然后相减

一个通道测上下两个导线加pt100
另一个通道测下面的导线
三线要求所有导线等长，所以，
上面的ad减去 2*下面的ad
就是结果
实际算法还要复杂一点，因为导线电阻和pt100都是变量，要有一些数学处理的。。。

redroof · 发表于 2014-11-12 21:50:25

yjysss 发表于 2014-11-12 21:36
三线PT100，要是采用固定电阻分压，固定电阻取多少值比较合适，固定放大倍数又是多少合适啊 ...

看你用多少电压当参考，如果是常见的2.5v参考源，几k到十几k都可以。
电阻大了放大倍数也得大，对运放要求高
电阻太小，电流大，自发热也大。还有，为了方便计算，串联电阻得远远大于导线电阻

redroof · 发表于 2014-11-12 22:01:16

marshallemon 发表于 2014-11-12 18:19
比例测量，共模电压太高，AD的分辨率不能有效的利用，测量精度和线性依赖于比例电阻。
比例测量依然可以 ...

ad分辨率是有一点浪费，尤其是测量范围很小的时候。例如只要0到100度，只要测100到130欧之间就行了。
问题是现在高位ad太便宜了，省下一堆硬件电路和人工校准时间什么的，足够用个好ad了，精度还能更高
除非你要求的精度很低

20061002838 · 发表于 2014-11-12 22:06:49

考虑集成有电流源的ADC吧 AD7793 ADS1248之类的

redroof · 发表于 2014-11-12 22:12:33

20061002838 发表于 2014-11-12 22:06
考虑集成有电流源的ADC吧 AD7793 ADS1248之类的

是啊
高精度pt100首选ads1248
用固定电阻来测，可轻松稳定到百分之一度之内
当然我找不到精度那么好的pt100探头

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 22:25:47

redroof 发表于 2014-11-12 21:33
是你上面画的那个电桥的图吗？
我都说了电桥不是那么用的，当然找不到公式，因为已知条件根本不够
你看看 ...

那你三线电桥怎么用？

marshallemon · 发表于 2014-11-12 22:39:45

eaglelpx 发表于 2014-11-12 22:25
那你三线电桥怎么用？

电桥三线PT100

eaglelpx · 发表于 2014-11-12 22:50:35

marshallemon 发表于 2014-11-12 22:39
电桥三线PT100

画圈那个电阻连两个线阻的吗，这个从何点进去运放？

mvip · 发表于 2014-11-13 11:41:15

高手们，能否分享个非线性程序补偿的例程.

marshallemon · 发表于 2014-11-13 13:13:34

eaglelpx 发表于 2014-11-12 22:50
画圈那个电阻连两个线阻的吗，这个从何点进去运放？

晕，左臂一根，右臂一根

eaglelpx · 发表于 2014-11-13 18:16:52

marshallemon 发表于 2014-11-13 13:13
晕，左臂一根，右臂一根

那不是和我44楼画的一样吗，还是非线性的啊.

redroof · 发表于 2014-11-13 18:25:36

eaglelpx 发表于 2014-11-13 18:16
那不是和我44楼画的一样吗，还是非线性的啊.

谁也没告诉你说这样就是线性的了啊

画出完整的原理图，只是让你可以知道你该怎么写程序来计算电阻值，总不能拿个简单的示意图来瞎算吧～

电桥唯一的作用其实是给电阻做了个差分，用多费硬件电路的代价提高了一点AD分辨率。仅此而已。
你再把你的放大电路也画上去，这样就可以看明白需要哪些已知量才够计算PT100的电阻。

eaglelpx · 发表于 2014-11-13 18:33:37

redroof 发表于 2014-11-13 18:25
谁也没告诉你说这样就是线性的了啊
画出完整的原理图，只是让你可以知道你该怎么写程序来计算电 ...

你说三线电桥不是那样用，我以为有新招呢

eaglelpx · 发表于 2014-11-13 18:38:54

redroof 发表于 2014-11-13 18:25
谁也没告诉你说这样就是线性的了啊
画出完整的原理图，只是让你可以知道你该怎么写程序来计算电 ...

我还真不知道，这个非线性的电桥进过运放，AD后怎么计算出PT100电阻值，电压源，桥电阻，运放放大的偏差一起。如果是线性的，还可以用上下限来计算出，你不是线性的怎么算

redroof · 发表于 2014-11-13 19:51:40

eaglelpx 发表于 2014-11-13 18:38
我还真不知道，这个非线性的电桥进过运放，AD后怎么计算出PT100电阻值，电压源，桥电阻，运放放大的偏差 ...

天天念叨线性两个字，有什么用呢
老老实实列方程，正常的解出所测的电阻，才是正路
如果你画的电路自己列不出方程，很简单，电路打回去重做^_^
画个没法算的电路，谁能给你算？

redroof · 发表于 2014-11-13 19:53:51

eaglelpx 发表于 2014-11-13 18:38
我还真不知道，这个非线性的电桥进过运放，AD后怎么计算出PT100电阻值，电压源，桥电阻，运放放大的偏差 ...

谁设计的这个电路，你让谁给你列计算用的方程就行了^_^

redroof · 发表于 2014-11-13 19:56:09

我只教你过直接分压的电路，也告诉你了算法，对吧^_^

eaglelpx · 发表于 2014-11-13 22:16:45

redroof 发表于 2014-11-13 19:56
我只教你过直接分压的电路，也告诉你了算法，对吧^_^

咳......你说的这电路我又不是不会做。个人的设计要求不同。如果能用直接分压的，我不会用？
开始用电桥测PT100时，桥电阻都是远远的大于PT100电阻。最近换电路了，桥电阻太大了，电路不稳定。桥电阻小，线性出来的温度又不准，才注意到这个电桥输出是非线性的。
后来想了很多办法都没解决，才上论坛一问。
你认为这个电桥线性没用，那是对于你来说。

redroof · 发表于 2014-11-14 09:05:25

问题是电桥确实是非线性的啊，你自己计算就行了，如果你画了一个已知条件不够没法算的电路，就改呗，增加已知条件，加到能算了为止。天天想这个非线性没意思啊！它就是非线性的！关键是找计算公式！

redroof · 发表于 2014-11-14 09:07:24

eaglelpx 发表于 2014-11-13 22:16
咳......你说的这电路我又不是不会做。个人的设计要求不同。如果能用直接分压的，我不会用？
开始用电桥 ...

你以前的线性近似，根本就是不准确的！除非你弄非常大的桥电阻才接近线性，你又说不行^_^
老老实实用完整的公式计算吧！

eaglelpx · 发表于 2014-11-14 09:14:06

redroof 发表于 2014-11-14 09:07
你以前的线性近似，根本就是不准确的！除非你弄非常大的桥电阻才接近线性，你又说不行^_^
老老实实用完整 ...

大电桥1度内还是可以的。
最近想弄个0.2度内的。实在不行就用REF200，转电流了

redroof · 发表于 2014-11-14 09:19:08

eaglelpx 发表于 2014-11-14 09:14
大电桥1度内还是可以的。
最近想弄个0.2度内的。实在不行就用REF200，转电流了 ...

老天，你只要一度精度？？
那么简单的直接分压不用，搞个复杂的电桥，结果精度比我的直接分压低那么多^_^
何苦啊！

redroof · 发表于 2014-11-14 09:24:32

我用直接分压，放大一下，用12位ad采样，分辨率可以稳定在0.2度

redroof · 发表于 2014-11-14 09:31:58

eaglelpx 发表于 2014-11-14 09:14
大电桥1度内还是可以的。
最近想弄个0.2度内的。实在不行就用REF200，转电流了 ...

明明是做豆腐，非要花费肉价钱，而且做出来还没豆腐好吃

还嫌不够，下次花更贵的海鲜价钱继续去做豆腐。。。

早就告诉过你，那么低的精度没必要用什么电桥，这样只会给你的电路分析带来麻烦。
电桥不是好用的，想用好不容易。想追求精度，连电桥后面的差分放大器也是需要计算的。我好多年没计算过电桥电路了～
想超过0.2度的精度，如果现有的AD不够，用个高位一点的AD，精度马上就上来了，比你用电桥差分获得的一点好处要大的多。明明现在AD那么便宜。

当年发明电桥的人可没有高位AD，也没有单片机，迫不得已只好用一大堆复杂的硬件来做硬件差分。然后做线性补偿。。。
现在都21世纪了，醒醒吧～

newbie · 发表于 2014-11-14 09:54:36

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

eaglelpx · 发表于 2014-11-14 13:22:20

redroof 发表于 2014-11-14 09:31
明明是做豆腐，非要花费肉价钱，而且做出来还没豆腐好吃
还嫌不够，下次花更贵的海鲜价钱继续去 ...

你到底说的精度还是分辨率。0.2的分辨率.......

eaglelpx · 发表于 2014-11-14 13:34:18

newbie 发表于 2014-11-14 09:54
本末倒置

最终要的是温度值而不是电阻值

我就郁闷了，难道我表达这么差吗。我一直没说pt100和温度的关系。
我一直在问：PT100电桥输出是非线性的。能否通过软件或者硬件使其变成线性或者经过运放，AD后，怎么计算出PT100的电阻值

redroof · 发表于 2014-11-14 14:34:10

eaglelpx 发表于 2014-11-14 13:22
你到底说的精度还是分辨率。0.2的分辨率.......

0.2度当然是分辨率。测试方法就是用电阻箱代替探头，随意给定一个温度点对应的阻值，看测量电路输出温度的跳动范围。

绝对精度是要算各个因素的，电路精度根本不是主要的，最主要是你的探头精度。
我用的STM32内置12位AD，千分之一的分压电阻和放大比例电阻，放大用的运放是Max 25uV零点的OPA2376，不对单板做校准，因此最坏的绝对误差：
分压电阻千分之1，
放大比例电阻千分之2，
AD的INL：3LSB，千分之0.75
1欧电阻换算到温度的倍数2.5倍
（1+2+0.75）*2.5=千分之9
大约是温度值1%的绝对精度。

当然，所有的最坏情况不会同时出现，出厂测试一下0度和200度，保证0度误差0.2度，200度误差低于0.5%就行了，很容易的，极少有超差的。

如果对每一个单板手工校准分压电阻和放大比例，这样就只剩AD的非线性了，恰好是0.2%的绝对精度。如果用户有要求，我们可以对单板校准。
当然通常不这么做，太费事了，就那么一点价钱，这又不是计量级别应用。（这就是我们的GRM200系列GPRS/短信模块的本机IO里面测量PT100的电路原理。通道切换和运放零点补偿什么的计算就省掉了）

请你用你的电桥电路给我算一下，考虑所有电阻的误差，看看哪个精度高

redroof · 发表于 2014-11-14 14:36:29

eaglelpx 发表于 2014-11-14 13:34
我就郁闷了，难道我表达这么差吗。我一直没说pt100和温度的关系。
我一直在问：PT100电桥输出是非线性的 ...

非线性有什么坏处？？
整个世界其实都不是线性的

这么说吧，你把你的电路画全了，运放和后面的AD输入部分都画全，
你要是还列不出计算公式，大家帮你列，你照着算就行了。管他线性不线性

redroof · 发表于 2014-11-14 14:46:17

记住，元件越多，鬼越多。
影响精度的元件越多，你的精度越难做上去
简单分压只依赖一个精密电阻，差不多已经是极限了，再也别想用更少的精密元件了。
如果要做很多通道，我宁愿用一堆模拟开关来切换唯一的一个高精密分压电阻，也不愿增加精密元件的数目。不然校准就烦死你了！
电桥多出另外两个桥臂，就多出另外两个误差源，后面还得差分放大，比我的简单同向放大又多出了差分的误差
差分放大器好像没办法单电源工作（不知道你用的什么电路），结果又增加了复杂度
唉。。。
费了这么多硬件，得到了啥？？

如果是我，简单情况下就用单片机的AD加直接分压，能得到的最好精度就是我目前的GRM200的PT100电路的精度。如果比这个的参数要求高，就直接上ADS1248了。懒得费事搭那么一大堆硬件，折腾自己。
现在都21世纪了，高精度AD那么便宜！
忘了那些老古董吧！

eaglelpx · 发表于 2014-11-14 15:06:02

redroof 发表于 2014-11-14 14:46
记住，元件越多，鬼越多。
影响精度的元件越多，你的精度越难做上去
简单分压只依赖一个精密电阻，差不多已 ...

我说的是精度不是分辨率，你用内部12位AD，对于PT100来说分辨率0.1是无压力的
目前三线用的最多还是电桥，老的东西还是有其精华的。

newbie · 发表于 2014-11-14 15:26:00

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

cqfeiyu · 发表于 2014-11-14 15:28:22

按楼主的要求列了个公式
r=-(2550*mV+1275000/7)/(mV-17000/7)
mV就是电桥输出的电压,单位mV
r就是阻值了

halayadeng · 发表于 2014-11-14 15:30:36

学习中

redroof · 发表于 2014-11-14 15:33:53

eaglelpx 发表于 2014-11-14 15:06
我说的是精度不是分辨率，你用内部12位AD，对于PT100来说分辨率0.1是无压力的
目前三线用的最多还是电桥 ...

错。
分辨率0.1度不是那么好做的，特别是多通道的情况，还要保证响应时间，试过才知道

用电桥的都是很久以前设计的老产品，那个时候AD分辨率太精贵了。
现在有白菜价的24位AD，为什么不用呢

最便宜的ADS1232才￥12.5，所有东西都给你带齐了。不用白不用～

我在我们GRM200上面宁愿用个9块钱的高级运放OPA2376去配合单片机的12位AD，只是因为空间问题，放不下一个高级AD（PT100测量模块只能占用4个小继电器的空间，两者互斥）。价格其实没差到哪去。

你用电桥后面加多少位AD，还有，用什么运放？
不要说保证精度0.2%的只舍得用单片机内置的12位AD哦，那样肯定做不到的。记住要考虑信号通道上的所有元件的精度，还有所有温漂。
纯硬件电路不是那么好做的。

redroof · 发表于 2014-11-14 15:40:42

cqfeiyu 发表于 2014-11-14 15:28
按楼主的要求列了个公式
r=-(2550*mV+1275000/7)/(mV-17000/7)
mV就是电桥输出的电压,单位mV

连放大电路都没看到就可以列公式了？

你直接忽略了下面那个导线电阻吧？
他可是恒压驱动的

等楼主给出完整电路再说吧~

cqfeiyu · 发表于 2014-11-14 15:44:23

redroof 发表于 2014-11-14 15:40
连放大电路都没看到就可以列公式了？
你直接忽略了下面那个导线电阻吧？
他可是恒压驱动的

只针对楼主位电桥列的公式

johnlj · 发表于 2014-11-14 16:03:39

楼主是想通过模拟补偿的方法得到线性较好电压比电阻（温度）的输出

应该能实现，不过对电路计算、设计、元件选择等，要求很高

但最困难的是，不同厂家的pt100传感器，电阻-温度曲线，不完全一致，会引起系统误差

作为学术探讨，这个命题非常有挑战，因为到现在为止，还没见过哪个大厂做出来纯靠硬件补偿就能达到0.1℃的精度

redroof · 发表于 2014-11-14 18:47:03

johnlj 发表于 2014-11-14 16:03
楼主是想通过模拟补偿的方法得到线性较好电压比电阻（温度）的输出

应该能实现，不过对电路计算、设计、元 ...

所以大家都教他换换脑筋啊，哈哈

eaglelpx · 发表于 2014-11-14 19:11:42

cqfeiyu 发表于 2014-11-14 15:44
只针对楼主位电桥列的公式

泪流满面啊。终于有人说到正题了

eaglelpx · 发表于 2014-11-14 19:21:29

cqfeiyu 发表于 2014-11-14 15:28
按楼主的要求列了个公式
r=-(2550*mV+1275000/7)/(mV-17000/7)
mV就是电桥输出的电压,单位mV

帅哥，上次你给的硬件线性化PT100才考资料。
始终不明白算出电路方程后，如何和线性PT100对上关系啊

redroof · 发表于 2014-11-14 19:23:05

eaglelpx 发表于 2014-11-14 19:11
泪流满面啊。终于有人说到正题了

三线电桥的正确接法就是65楼的那个
如果想用单个ad采样，需用恒流驱动，或者用驱动电路里面串个电阻当基准，两者等价
如果用电压驱动，你还得多一个ad通道来测电桥最下面那个点

如何解决PT100电桥输出的非线性

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