Fuente de corriente única con cargas paralelas para muchos sensores RTD

Estoy tratando de construir un circuito que contenga múltiples sensores RTD PT100 de 3 cables (12 de ellos). Tengo un microcontrolador con muchos pines ADC, por lo que potencialmente podría medir el RTD y la resistencia del cable en el ADC sin un opamp adicional para cancelar la resistencia del cable.

La pregunta que tengo es sobre la fuente de energía para excitar los RTD. ¿Puedo tener una sola fuente de corriente y alimentar todos los RTD en paralelo (¿o debería ser en serie?) desde esa única fuente, o necesito que cada uno de mis RTD tenga una fuente de corriente separada?

Respuestas (2)

No debe conectar varios RTD a una sola fuente de corriente en paralelo. Terminarías con más incógnitas que ecuaciones. Mide el voltaje a través de un RTD en particular, pero no conoce la corriente de excitación en ese RTD en particular y, por supuesto, no conoce la resistencia.

{ V R T D , 1 = I mi X C , 1 R R T D , 1 V R T D , 2 = I mi X C , 2 R R T D , 2 I mi X C = I mi X C , 2 + I mi X C , 2

He omitido la resistencia parásita al plomo.

I mi X C , 1 , I mi X C , 2 , R R T D , 1 , R R T D , 2 son 4 incógnitas. Solo tenemos 3 ecuaciones. Por lo tanto, esta conexión paralela no funciona ni siquiera en el caso de 2x RTD.

Multiplexe la fuente de corriente y active un RTD a la vez. O proporcione una fuente de corriente individual para cada RTD.

Si conecta todos los RTD en serie, ¿cómo medirá y compensará el cable en un esquema de 3 hilos? Debería ser posible, pero no estoy seguro de que sería más simple.

También tendría cuidado con su enfoque A/D de 2 canales donde se realiza una conversión A/D separada para cancelar la resistencia del cable en una configuración de 3 cables. Con un enfoque analógico, compensas la ventaja al instante en analógico. Con 2 desafíos, realiza una medición del RTD en un tiempo τ1 y luego realiza otra medición del plomo en un tiempo τ2. Habrá ruido de 50 o 60 Hz de la red eléctrica. Debido al ruido, el estado en τ2 puede ser diferente de τ1 y su compensación puede introducir algún error. Puede aliviar esto filtrando y/o cancelando el ruido de 50 o 60 Hz.

La nota CN-0287 de Analog Devices describe una interfaz para medir múltiples RTD. Utiliza una sola fuente de corriente. Ver pág.4

Originalmente estaba mirando AN687 con un circuito para hacer un solo RTD usando un amplificador operacional cuádruple, y esperaba poder condensar mi número de amplificadores operacionales significativamente con una sola fuente de corriente. Tu respuesta explica muy bien por qué no puedo hacer eso. Básicamente, solo copié/pegué AN687 para cada uno de mis RTD.

Esta respuesta trata sobre el uso de una resistencia de precisión para alimentar el RTD desde una fuente de voltaje de precisión. Claramente, si desea medir varios RTD, una sola resistencia por circuito RTD es más simple que una fuente de corriente y, según su pregunta, no puede conectar los RTD en serie.

Con una conexión RTD de 3 hilos, necesita medir dos voltajes: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

La diferencia entre M1 y M2 es la caída de voltaje en el cable de alimentación superior y se puede suponer que la misma caída de voltaje está en el cable de retorno a tierra, por lo tanto, el voltaje real a través de RTD es M1 - M2. Para convertir esto en temperatura, necesita conocer la corriente por el cable y esto se puede lograr utilizando una fuente de corriente de precisión (es decir, tiene un valor conocido).

Si usó una resistencia de precisión de, digamos, 5 V y usó su ADC para medir su caída de voltaje, entonces sabrá qué corriente está fluyendo. ¡Dijiste que tienes muchas entradas ADC!

Si la referencia de voltaje de su ADC se puede vincular al mismo voltaje que alimenta la resistencia de precisión, la medición M2 le indica la caída de voltaje a través de la resistencia de precisión y, si la tensión de alimentación es estable y se conoce con precisión razonable, esto le indica cuál es la corriente. Esto ahora solo requiere dos mediciones de ADC.

Una respuesta anterior advierte sobre el uso de mediciones de ADC no simultáneas porque la red de CA inducida en los cables creará un término de voltaje de error. También quiero mencionar que la impedancia de entrada del ADC puede no ser tan buena como le gustaría; menciono esto en caso de que esté pensando en usar el ADC directamente en las líneas, especialmente el "tercer" (corriente cero) cable.