Proiectarea sistemului de măsurare a temperaturii rezistenței termice PT100

Măsurarea și controlul temperaturii sunt subiecte extrem de importante în toate aspectele industriei, agriculturii, cercetării științifice, apărării naționale și a vieții de zi cu zi a oamenilor. Sistemele de măsurare a temperaturii sunt utilizate pe scară largă în proiectarea sistemului de microcomputere cu un singur cip. În conformitate cu diferitele cerințe de proiectare ale sistemelor de microcomputere cu un singur cip, proiectarea sistemelor de măsurare a temperaturii este de asemenea diferită. Unii folosesc cipuri integrate, iar unii folosesc dispozitive sursă de curent constant și dispozitive sursă de tensiune constantă. Acest sistem folosește rezistența termică PT100 Platinum ca element de achiziție a semnalului de temperatură pentru a proiecta un sistem de măsurare a temperaturii.
1 Principiul de bază de lucru
Rezistența rezistenței termice de platină PT100 se schimbă odată cu schimbarea temperaturii. Această caracteristică este utilizată pentru a colecta semnale de temperatură și pentru a converti semnalele colectate în semnale de tensiune; Apoi sunt transformate în semnale digitale prin A/D și citite de sistemul de microcomputer cu un singur cip; Sistemul de microcomputere cu un singur cip identifică și procesează semnalele digitale citite și le transformă în semnale digitale corespunzătoare temperaturii, iar în sfârșit valoarea temperaturii de ieșire este afișată de afișajul LCD.
2 design hardware
Hardware -ul include în principal cinci componente: circuit sursă de curent constant, amplificator de tensiune, circuit de interfață de conversie A/D, circuit de izolare OptoCoupler și circuit de afișare LCD.
2.1 Circuit sursă de curent constant de curent
Circuitul sursă de curent constant este prezentat în figura 1. CIP OP07 este un amplificator operațional, care formează un circuit sursă de curent constant cu 5 rezistențe, producând un curent de lucru de 1 Ma la VIN+. În figură, DGND =5 v, vmc =0 v, și există 4 noduri, și anume Net1, Net2, Net3 și Net4. Lăsați curentul să curgă prin R110 să fie IA, iar curentul care curge prin R114 să fie IB, în MA, și ambele direcții sunt spre dreapta.
În conformitate cu scurta virtuală deschisă și virtuală a amplificatorului OP, avem ecuația:
DGND- (R 111+ R110) × IA+R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ R112)-(VDGND-R111 × IA) =0}
Înlocuind datele, avem:
5- (10+1) × ia +1 × Ib -2 × ((5-10 × Ia) ／ 10)-(5-10 × IA) =0}
Se poate calcula că ia+ib =1, iar ia+ib este curentul necesar I, care este de 1 Ma.
Conform ecuației, pentru a obține IA+IB ca o constantă, trebuie să satisfacă:
R113×R111／R112-R110=R114
Prin urmare, condiția pentru ca acest circuit să devină o sursă de curent constant este:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Dacă r 111= r112, atunci r 110+ r 114= r113 trebuie să fie. În acest moment, valoarea curentă constantă este I=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Printre ele, J110 este utilizat pentru a conecta rezistența termică PT100 Platinum.

2.2 Amplificare a tensiunii și circuit de interfață de conversie A/D
Ieșirea de tensiune de la un capăt al rezistenței termice de platină PT100 este foarte mică. Dacă este conectat direct la convertorul A/D, abaterea datelor de conversie este mare; Așadar, în acest proiect, ieșirea de tensiune de la un capăt al rezistenței termice de platină PT100 este amplificată de 10 ori și conectată la adeptul de tensiune, iar apoi se efectuează conversia A/D, astfel încât un efect de conversie mai bun poate fi obținut, așa cum se arată în figura 2. un capăt al rezistenței termice de platină PT100; Câștigarea- este valoarea de tensiune ieșire de către sursa de tensiune de referință MC1403; Vout este valoarea tensiunii de ieșire după amplificare. Formula de calcul este: Vout=G × ((Vin+)-(Vin-)), unde dimensiunea lui G este determinată de rezistența R120, G =1+50 KΩ ／ R120. Chip OPA277 și rezistența periferică formează un adept al tensiunii.