三线制PT100变送器测温电路分析

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#嘉立创PCB#本电路截取自立创开源广场的作者<yinhaijun>的开源项目<三线制PT100变送器>，开源网址为：

https://oshwhub.com/yinhaijun/san-xian-zhi-pt100-bian-song-qi

这个三线制PT100变送器测温电路主要由 恒流源电路和差动放大电路两部分组成 。 其中恒流源电路主要由电压基准芯片LM358-2.5和高精度运放KTA2333以及三极管Q1、Q2组成的 达林顿管 （为了 减小Ib ）组成。 运放KTA2333的输入失调电压和失调电流都很小，价钱还很便宜，大概一两块钱 ，还是蛮不错的芯片：

测温部分的电路图原理图如下所示：

可以看到， 上半部分为一个恒流源电路 ， R2为电流检测电阻（选取高精度低温漂） ，由于运放负反馈成立，所以R2两端的电压会等于U2基准源两端的电压Ud，并且 由于Q1和Q2均处于放大状态，所以ib会很小很小（ic/β/β） ，Ib基本忽略不计，所以说 流过 R2 的电流即为 Ie=Ud/R2=2.5V/2.7K≈0.926mA。最终PT100的激励电流为Ic=Ie-Ib≈Ie=0.926mA， 电流流向如下所示：

下方的放大器电路为了获得高增益选择了一个T型网络作为反馈，由于R8//R9阻值相对200KΩ和100KΩ来说很小（具体看戴维南等效），所以其输入输出传递函数如下（可以根据叠加定理去计算）：

又公式由三线法抵消线阻而得RT = (U1-2U2)/I ，这个比较抽象，我画一下示意图，下图中Rwire1~3为接线的线阻，所以说：

U1≈I*（PT100+Rwire2+Rwire3）

U2≈I*Rwire3

由于理想状态下Rwire1~3是相等的（理想状态下接线长度，以及接触阻抗等均相同），所以说RT（PT100）两端的实际压降应该为U1-2*U2，即RT = (U1-2U2)/I。

实物接线图如下所示：

且由于激励电流为I = Ud / R2

所以最终RT关于Uo的公式为：

RT = Uo/11/I = (Uo * 2700)/ (11*2.5)

经运放 U1.2 差动放大后的信号经 R10，C4 进行低通滤波后送的 AD 转换器进行数字化测量，再根据测出的 RT 值查找PT100分度表并经插值运算即可得到温度值。

那么您觉得这个电路设计的怎么样？欢迎评论区留言讨论！#嘉立创PCB#