Конструкція системи вимірювання температури термічного опору PT100

Вимірювання та контроль температури є надзвичайно важливими темами у всіх аспектах промисловості, сільського господарства, наукових досліджень, національної оборони та повсякденного життя людей. Системи вимірювання температури широко використовуються в проектуванні системи мікрокомп'ютерів з однокласними мікрокомп'ютерами. Відповідно до різних вимог до проектних систем однокласних мікрокомп'ютерів, проектування систем вимірювання температури також відрізняється. Деякі використовують інтегровані мікросхеми, а деякі використовують пристрої постійного струму та пристрої постійних джерел напруги. Ця система використовує тепловий резистор PT100 Platinum як елемент придбання температурного сигналу для розробки системи вимірювання температури.
1 Основний принцип роботи
Опір термічного резистора PT100 змінюється зі зміною температури. Ця функція використовується для збору температурних сигналів та перетворення зібраних сигналів у сигнали напруги; Потім вони перетворюються на цифрові сигнали через A/D і читають системою мікрокомп'ютерів з одноочіками; Система мікрокомп'ютерів на одній мікросхемі ідентифікує та обробляє цифрові сигнали зчитування та перетворює їх у цифрові сигнали, що відповідають температурі, і, нарешті, значення вихідної температури відображається РК-дисплеєм.
2 дизайн обладнання
Апаратне забезпечення в основному включає п'ять компонентів: константа джерела струму, підсилювач напруги, ланцюг інтерфейсу конверсії A/D, ланцюг ізоляції оптокольерів та схему дисплея РК -дисплея.
2.1 Постійна схема джерела струму
Схема джерела постійного струму показана на рисунку 1. Чіп OP07 - це оперативний підсилювач, який утворює константа джерела струму з 5 резисторами, що виводить робочий струм 1 Ма на Vin+. На малюнку, dgnd =5 v, vmc =0 v, а є 4 вузли, а саме Net1, net2, net3 та net4. Нехай струм, що протікає через R110, буде IA, а струм, що протікає через R114, буде IB, в Ма, і обидва напрямки праворуч.
Відповідно до віртуального відкритого та віртуального підсилювача, у нас є рівняння:
Dgnd- (r 111+ r110) × ia+r114 × ib-r113 × ((dgnd-r111 × ia) ／ r112)-(vdgnd-r111 × ia) =0
Замінивши дані, у нас є:
5- (10+1) × ia +1 × ib -2 × ((5-10 × ia) ／ 10)-(5-10 × ia) =0
Можна обчислити, що IA+IB =1, а IA+IB - необхідний струм I, який становить 1 мА.
Згідно з рівнянням, щоб отримати IA+IB як постійну, він повинен задовольнити:
R113×R111／R112-R110=R114
Тому умова цього схеми стала постійним джерелом струму:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Якщо r 111= r112, то r 110+ r 114= r113 повинен бути. На даний момент значення постійного поточного є i=dgnd × r113 ／ r112 ／ r114.
Серед них J110 використовується для з'єднання теплового резистора PT100.

2.2 Ампліфікація напруги та конверсійне конверсію конверсії A/D
Вихід напруги з одного кінця термічного резистора PT100 дуже малий. Якщо він безпосередньо підключений до перетворювача A/D, відхилення даних про перетворення велике; Отже, у цій конструкції вихід напруги з одного кінця термічного резистора PT100 Platinum ампліфікується 10 разів і підключається до послідовника напруги, а потім здійснюється перетворення A/D, так що можна отримати кращий ефект перетворення, як показано на малюнку 2. PT100 Платиновий тепловий резистор; WIN-- це вихід напруги за допомогою еталонного джерела напруги MC1403; Vout - це значення вихідної напруги після ампліфікації. Формула обчислення-це: vout=g × ((vin+)-(vin-)), де розмір g визначається резистором R120, G =1+50 kω ／ R120. Чіп OPA277 та периферійний резистор утворюють послідовник напруги.