LTspice仿真PT100电路
LTspice仿真PT100电路
PT100是一种常用的温度传感器，其阻值会随着温度的变化而改变。本文将详细介绍如何使用LTspice仿真软件搭建PT100温度传感器电路，并通过仿真结果验证电路的正确性。文章将从PT100的工作原理、LTspice模型导入、电路搭建以及共模信号处理等多个方面进行讲解。
一、PT100介绍
PT100是一个温敏电阻，其在0度时阻值为100Ω，随着温度的升高阻值随之升高。在使用时PT100接法有二线制、三线制和四线制。本文介绍使用三线制的解法。
二、LTspice前期准备
由于LTspice默认是没有PT100的模型，也没有滑动变阻器。因此，选择导入滑动变阻器模型来代替PT100。在LTspice中导入滑动变阻器只需要在LTspice下载路径上对应的文件夹中加入asc、asy、lib文件，具体文件内容可以在相关技术论坛中找到。添加完成后在LTspice搜索"potentiometer"即可搜索到滑动变阻器。
三、PT100电路搭建
STEP1：了解PT100电路工作原理
PT100是一个温敏电阻，其阻值会随着温度的变化而改变。其中三线制接法是将其中一端接地，另外两端接入电桥的桥臂之中。当其阻值变化时电桥会打破平衡，其电桥两端电压会失去平衡，再通过运放将其放大，即可实现测温的功能。
STEP2：PT100电桥电路搭建
图二中采用的运放为减法运算电路，计算出电桥两端输出的差值并放大。更具虚短和虚短可得放大后的输出U：
U = （1+R8/R5）R7Up/（R6+R7）-R8*Un/R5=60-20Up （V）
通过电组分压可计算得则Uo为5V时，Vp=358.434mV，则Rpt=271.38，查看仿真曲线可看出其结结果有些偏差，经过思考和检查后发现是运放的问题，LTspice中的运放压降普遍较大。
对最后的输出结果可以通过ADC采样，可以更好的的得到温度变化后电压的输出变化。
TIP：使用ADC采用信号时会出现步长太小的报错
解决报错的方法只需要在Tools——Setting——Spice中将solver的选项由Normal改为Alternate即可。
STEP3：处理共模信号影响
要处理共模信号首先要知道共模信号如何产生。当两根信号线或者电源线平行且距离较近时其电信号直接会有一定产生影响，若两根信号线的流向相反则会产生差模信号，流向相同即会产生共模信号。
减小共模信号的方法有多种，其中若条件运行可以将两条输出线隔出一定距离（图二中线画的夸张就是为了体现这一点）。较为简答的方法可以在两条信号线之间添加滤波电阻。
除了简单的添加滤波电容外还可以从运放电路下手。其中使用差分放大电路可以有效的减少差模信号带来的干扰。
此外在PCB走线时候可以通过蛇形走线的方式减少共模信号的影响。