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    三線制PT100測(cè)溫容易忽略的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

    發(fā)布時(shí)間:2023-11-27 來(lái)源:ZLG 責(zé)任編輯:wenwei

    【導(dǎo)讀】高精度三線制PT100測(cè)溫電路容易遇到PCB走線電阻差異導(dǎo)致的測(cè)量精度下降問(wèn)題,看似簡(jiǎn)單的走線,可能引入0.1℃及以上偏差。本文進(jìn)行量化分析,并探討相應(yīng)的解決方法。


    PCB走線電阻的影響程度


    PT100三線制測(cè)量方法,通過(guò)引線電阻相減的方式,抵消引線電阻。當(dāng)三根引線的阻值不相等時(shí),則引入測(cè)量誤差。PCB的輸入端子至ADC走線,是PT100引線的一部分,同樣會(huì)引入測(cè)量誤差。誤差值可以通過(guò)走線阻值的差值和PT100的平均溫度系數(shù)換算。


    PT100的平均溫度系數(shù)為0.385Ω/℃,38.5mΩ對(duì)應(yīng)0.1℃的溫度變化。PCB走線考慮常用的10mil線寬、1oz銅層厚度,如果走線長(zhǎng)度差異為25mm,其直流電阻為42.6mΩ,換算成溫度偏差為0.11℃,是一個(gè)明顯的誤差。走線長(zhǎng)度差異為5mm,直流電阻變?yōu)?.5mΩ,換算成溫度偏差為0.02℃,則基本可以忽略。


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    星形走線和等長(zhǎng)走線


    PT100的三線制測(cè)量電路,在多通道應(yīng)用時(shí),激勵(lì)電流的返回路徑為多個(gè)通道共用。該返回路徑在PCB上共用走線時(shí),走線長(zhǎng)度將更長(zhǎng)。以 高精度測(cè)溫模塊ZAM6228 為例,下圖中,如果通道CH1離ADC近,它的A、B線PCB走線短,C線由于4個(gè)通道共用,需要在PCB上需要額外經(jīng)過(guò)另外3個(gè)通道CH2~CH4的接線端子,走線更長(zhǎng)。使用常規(guī)的5.08mm間距工業(yè)端子時(shí),每個(gè)通道有3個(gè)位端子,C線PCB走線長(zhǎng)度多出3*3*5.08=45.7mm,如果用10mil走線寬度,對(duì)應(yīng)的溫度偏差約為0.2℃。


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    在PCB上使用星形走線,并通過(guò)PCB軟件做等長(zhǎng)走線,可以輕松解決走線電阻引入溫度偏差的問(wèn)題。以高精度測(cè)溫模塊ZAM6228為例,下圖中,星形走線是指每通道的C線單獨(dú)從模塊引腳走線至對(duì)應(yīng)的輸入端子。而每個(gè)通道的A、B、C三根線,通過(guò)PCB軟件做等長(zhǎng)走線,可以使得走線長(zhǎng)度差異小于5mm。


    6.png


    ZAM6228模塊的評(píng)估板使用了星形走線和等長(zhǎng)走線,如下圖所示。經(jīng)測(cè)試,PCB走線引入偏差不到0.01℃,對(duì)于模塊自身0.02%+0.1℃的測(cè)溫精度,可以忽略,可以完整的得到高測(cè)溫精度。


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    ZAM6228產(chǎn)品資料:

    www.zlg.cn/tm/tm/product/id/328.html



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