Проектиране на PT100 Платинена система за измерване на температурата на термичното съпротивление

Измерването и контролът на температурата са изключително важни теми във всички аспекти на индустрията, селското стопанство, научните изследвания, националната отбрана и ежедневието на хората. Системите за измерване на температурата се използват широко при проектиране на микрокомпютърни системи с един чип. Според различните изисквания за проектиране на едно чип микрокомпютърни системи, дизайнът на системите за измерване на температурата също е различен. Някои използват интегрирани чипове, а някои използват постоянни устройства за източник на ток и устройства за постоянно напрежение. Тази система използва PT100 платинен термичен резистор като елемент за придобиване на температурен сигнал, за да проектира система за измерване на температурата.
1 Основен принцип на работа
Устойчивостта на топлинния резистор PT100 платинен се променя с промяната на температурата. Тази функция се използва за събиране на температурни сигнали и преобразуване на събраните сигнали в сигнали за напрежение; Тогава те се преобразуват в цифрови сигнали чрез A/D и се четат от системата за микрокомпютър с един чип; Системата за микрокомпютър с един чип идентифицира и обработва цифровите сигнали за четене и ги превръща в цифрови сигнали, съответстващи на температурата, и накрая стойността на изходната температура се показва от LCD дисплея.
2 хардуерна дизайн
Хардуерът включва главно пет компонента: верига на източник на постоянен ток, усилвател на напрежението, верига за интерфейс на A/D преобразуване, изолация на изолационната верига на Optocoupler и LCD дисплей.
2.1 СЪОТИРАНЕ НА ИЗТОЧНИК НА ПОСТАНСКИ ТОКВИ
Схемата с постоянен ток е показана на фигура 1. Chip OP07 е оперативен усилвател, който образува постоянен източник на ток с 5 резистора, извеждайки работен ток от 1 mA при VIN+. На фигурата DGND =5 V, VMC =0 V, и има 4 възли, а именно Net1, Net2, Net3 и Net4. Нека токът, който преминава през R110, е IA, а токът, преминаващ през R114, е IB, в МА, и двете посоки са вдясно.
Според виртуалния отворен и виртуален кратък от усилвателя на OP, ние имаме уравнението:
Dgnd- (r 111+ R110) × IA+R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ R112)-(VDGND-R111 × IA) =0}}
Замествайки данните, имаме:
5-(10+1)×Ia+1×Ib-2×((5-10×Ia)／10)-(5-10×Ia)=0
Може да се изчисли, че IA+IB =1, а Ia+IB е необходимия ток I, който е 1 mA.
Според уравнението, за да получите IA+IB като константа, тя трябва да удовлетвори:
R113×R111／R112-R110=R114
Следователно условието тази верига да се превърне в източник на постоянен ток е:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Ако r 111= r112, тогава трябва да бъде r 110+ r 114= r113. По това време стойността на постоянния ток е I=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Сред тях J110 се използва за свързване на топлинния резистор PT100 Platinum.

2.2 Амплификация на напрежението и верига за интерфейс на A/D преобразуване
Изходът на напрежението от единия край на топлинния резистор PT100 Platinum е много малък. Ако той е директно свързан към A/D конвертора, отклонението на данните за преобразуване е голямо; Така че в този дизайн изходът на напрежението от единия край на PT100 платинен термичен резистор се усилва 10 пъти и се свързва с последовател на напрежението и след това се извършва A/D преобразуване, така че да се получи по -добър ефект на конверсия, както е показано на фигура 2. PT100 платинен термичен резистор; Win- е изходът на стойността на напрежението чрез източника на референтно напрежение MC1403; Vout е стойността на изходното напрежение след усилване. Формулата за изчисление е: vout=g × ((vin+)-(vin-)), където размерът на g се определя от резистора R120, G =1+50 kΩ ／ R120. Чип OPA277 и периферният резистор образуват последовател на напрежение.