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PRTD的线性误差

时间:2019-03-07   来源:vr赛车电子  编辑:热敏电阻厂家  浏览:
PRTD 几乎是线性设备。根据温度范围和其他标准,您可以通过计算-20°C至+ 100°C温度范围内的PRTD电阻变化来进行线性近似:
R(t)≈R(0)(1 + T× a) (等式1)

R(t)是t°C时的PRTD电阻; R(0)是0°C时的PRTD电阻; T是PRTD温度,单位为°C; 根据IEC 60751,常数a为0.00385Ω/Ω/°C。(在这种情况下,a =0.00385Ω/Ω/°C实际上定义为0°C和100°C之间的平均温度系数。) ¹
基于等式1的PRTD计算如表所示。

-20°C至+ 100°C范围内的PRTD计算

a 温度 R RTD 1000Lin R RTD 1000 Nom R A V REF V RTD ADC代码 Err
(Ω/Ω/℃) (C) (Ω) (Ω) (Ω) (V) (V) (LSB) (%)
3.85E-03 -20 923 921.6 27000 3 0.099166 277286 0.15
3.85E-03 -10 961.5 960.9 27000 3 0.10316 288454 0.06
3.85E-03 0 1000 1000 27000 3 0.107143 299592 0
3.85E-03 10 1038.5 1039 27000 3 0.111115 310699 -0.05
3.85E-03 20 1077 1077.9 27000 3 0.115076 321776 -0.08
3.85E-03 30 1115.5 1116.7 27000 3 0.119027 332822 -0.11
3.85E-03 40 1154 1155.4 27000 3 0.122967 343838 -0.12
3.85E-03 50 1192.5 1194 27000 3 0.126896 354824 -0.13
3.85E-03 60 1231 1232.4 27000 3 0.130814 365780 -0.11
3.85E-03 100 1385 1385 27000 3 0.14638 409308 0

在表中,R RTD 1000 Lin列表示根据公式1的线性近似.R RTD 1000 Nom列根据制造规范EN 60751:2008列出标称PTS1206Ω至1000Ω值。对于规定的温度范围,线性化误差(Err)列中的值均在±0.15%范围内,这优于PTS 1206的CLASS F0.3容差(±0.30°C)。
使用MAX11200 ADC(图2)的表4中的实际测量结果表明,温度读数误差的数字表示仍然在CLASS F0.3容差范围内。对于更宽范围和更高精度,温度测量PRTD标准(EN 60751:2008)通过称为Callendar-Van Dusen方程的非线性数学模型定义了铂电阻与温度的关系。
对于0°C至+ 859°C之间的温度,线性化方程需要基于以下公式的两个系数:
R(t)= R(0)(1 + A×t + B×t²) (公式2)

对于-200°C至0°C的温度范围:
R(t)= R(0)[1 + A×t + B×t²+(t - 100)C×t³] (公式3)

其中R(t)是t°C时的PRTD电阻; R(0)是0°C时的PRTD电阻; t是PRTD温度,单位为°C。在等式2和3中,A,B和C是由RTD制造商的测量得出的校准系数,如IEC 60751所规定:
A = 3.9083×10 - 3°C -1
B = - 5.775×10 - 7°C -2
C = - 4.183×10 - 12°C -4

公式1的使用表明,对于0°C至+ 200°C范围外的温度,非线性误差会增加。使用公式2(蓝色图表)可将误差降低到可忽略不计的水平,除非在非常低的温度下。

图中PRTD的线性误差与温度的关系,用公式2(粉红色)和公式3(蓝色)计算。
 
下图在较窄的温??度范围内放大了图4的一部分。它表明,当使用公式1时,在较小范围内(-20°C和+ 100°C之间)的误差在±0.15%范围内。当vr赛车使用公式9时,这些误差几乎可以忽略不计。在更宽的温度范围(-200°C至+ 800°C)内进行精确测量需要使用公式2和3来实现这些线性化算法。
 

两图的放大视图,显示两个图形相交的区域。