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【铂电阻测温】若何消除50Hz工频对热电阻测温电路的扰动?_电磁场_电路

乖囧猫 2024-10-26 11:25:12 0

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PT100是当前运用最为广泛的测温方案,各位工程师在运用此方案时是否会碰着这样的问题:

为什么PT100测温电路会存在周期性小颠簸?该如何办理?

【铂电阻测温】若何消除50Hz工频对热电阻测温电路的扰动?_电磁场_电路 通讯

实在涌现这样的征象紧张可能是存在如下几个缘故原由:

50Hz工频电磁场的影响;

周围电机或者继电器等开关动作造成的群脉冲滋扰;

传导进去系统的工频共模滋扰。

图1 工频电磁场波形

由于是丈量电路存在周期性颠簸,那工频电磁场扰动的可能性更大,用示波器不雅观测工频电磁场波形如图1,一样平常认为50Hz工频电磁场滋扰是由两方面缘故原由产生:

50Hz工频滋扰通过传导进入系统;

50Hz工频滋扰通过空间耦合进入系统。

针对上述问题,肃清50Hz工频电磁场滋扰的方法也相对明确,有下述四种方案可供电路设计者去参考:

利用电气隔离,阻断工频滋扰的传导路径;

敏感电路处搭建共模抑制和滤波电路,滤除进入输入通道的工频扰动;

软件中构建IIR陷波或者FIR带阻数字滤波器,肃清工频滋扰对丈量结果的影响;

降落丈量引线回路面积,增加屏蔽,减弱空间耦合效应。

ZLG推出一款双通道热电阻隔离测温模块TPS02RAH,转为敏感电路而设计,充分考虑50Hz工频滋扰,如图2,我司采取多种方案抑制工频滋扰,使得TPS02RAH模块分辨率可达0.01℃,且可以永劫光稳定运行。

图2 TPS02RAH系统方案

如上图系统方案所示,针对50Hz工频滋扰,在“基准缓冲电路”中,采取硬件滤波电路,降落50Hz工频对ADC芯片基准电压的影响。
如图3,实质上是一个电压跟随缓冲电路结合低通滤波器,R1C1针对50Hz滤波,R2R3C2C3针对50Hz高次谐波的过滤。

图3 缓冲滤波电路

详细-3dB频率相应打算如式1

ADC芯片内部PGA采取仪表放大器构造大幅度衰减共模工频滋扰,且内置数字处理器,对输入旗子暗记进行数字滤波处理,个中数字滤波算法频率相应如图4所示,数字滤波算法的陷波点在10Hz、20Hz、40Hz、80Hz频率的整数倍处相应,以是选择10Hz频率的输出,可以一定程度的衰减50Hz工频扰动。

图4 数字滤波器频率相应

结合电气隔离方案从源头处防止50Hz工频从电源处传导进入系统影响敏感旗子暗记采集端。
模块采取四层板布局,大面积敷铜接地,让地阻抗降到极低,系统的旗子暗记回路尽可能缩短,从而抑制50Hz工频滋扰的产生。

上述四种方案均利用在我司高精度测温模块TPS02RAH上,对付50Hz工频电磁场滋扰,TPS02RAH有很强的适应性,现将我司TPS02RAH与一款RTD非隔离丈量方案做比拟:

图5 干系产品实测数据

如图5,在相同环境下,利用福禄克5520A源表仿照RTD测试干系产品,仿照温度为0℃,丈量145次,统计干系数据。
测试利用PC的USB接口供电,因此与5520A源表之间存在常见的50Hz工频滋扰旗子暗记。
图5的测试数据之中,非隔离RTD丈量方案存在一定的颠簸,颠簸范围在[-0.44,0.44]℃,而TPS02RAH丈量的颠簸范围在[0.046,0.072]℃,受50Hz工频电磁场影响非常小,用以验证以上抗50Hz工频电磁场影响的设计有效性。
在供电情形繁芜或存在不愿定性的运用环境中,利用内置电气隔离的TPS02RAH模块,可以方便、稳定地实现PT100温度丈量。

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