Reka bentuk sistem pengukuran suhu rintangan termal PT100 platinum

Pengukuran dan kawalan suhu adalah topik yang sangat penting dalam semua aspek industri, pertanian, penyelidikan saintifik, pertahanan negara dan kehidupan seharian rakyat. Sistem pengukuran suhu digunakan secara meluas dalam reka bentuk sistem mikrokomputer tunggal. Mengikut keperluan reka bentuk yang berbeza bagi sistem mikrokomputer tunggal-cip, reka bentuk sistem pengukuran suhu juga berbeza. Sesetengah menggunakan cip bersepadu, dan ada yang menggunakan peranti sumber semasa yang berterusan dan peranti sumber voltan malar. Sistem ini menggunakan perintang termal platinum PT100 sebagai elemen pengambilalihan isyarat suhu untuk mereka bentuk sistem pengukuran suhu.
1 prinsip kerja asas
Rintangan perubahan termal platinum PT100 berubah dengan perubahan suhu. Ciri ini digunakan untuk mengumpul isyarat suhu dan menukar isyarat yang dikumpulkan ke dalam isyarat voltan; Kemudian mereka ditukar kepada isyarat digital melalui A/D dan dibaca oleh sistem mikrokomputer tunggal-cip; Sistem mikrokomputer tunggal-cip mengenal pasti dan memproses isyarat digital yang dibaca dan mengubahnya menjadi isyarat digital yang sepadan dengan suhu, dan akhirnya nilai suhu output dipaparkan oleh paparan LCD.
2 Reka Bentuk Perkakasan
Perkakasan terutamanya termasuk lima komponen: litar sumber semasa yang berterusan, penguat voltan, litar antara muka penukaran A/D, litar pengasingan optocoupler, dan litar paparan LCD.
2.1 Litar sumber semasa yang berterusan
Litar sumber semasa yang berterusan ditunjukkan dalam Rajah 1. Cip Op07 adalah penguat operasi, yang membentuk litar sumber semasa yang berterusan dengan 5 perintang, mengeluarkan arus kerja 1 ma pada vin+. Dalam angka itu, dgnd =5 v, vmc =0 V, dan terdapat 4 nod, iaitu net1, net2, net3, dan net4. Biarkan arus mengalir melalui R110 menjadi IA, dan arus mengalir melalui R114 menjadi IB, di MA, dan kedua -dua arah berada di sebelah kanan.
Menurut maya terbuka dan maya yang pendek dari op amp, kami mempunyai persamaan:
DGND- (R 111+ R110) × IA+R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ R112)-(VDGND-R111 × IA) =0
Menggantikan data, kita ada:
5- (10+1) × ia +1 × ib -2 × (5-10 × ia) ／ 10)
Ia boleh dikira bahawa ia+ib =1, dan ia+ib adalah arus yang diperlukan i, iaitu 1 ma.
Mengikut persamaan, untuk mendapatkan IA+IB sebagai pemalar, ia mesti memuaskan:
R113×R111／R112-R110=R114
Oleh itu, syarat untuk litar ini menjadi sumber semasa yang berterusan ialah:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Jika r 111= r112, maka r 110+ r 114= r113 mestilah. Pada masa ini, nilai semasa yang berterusan ialah i=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Antaranya, J110 digunakan untuk menyambungkan perintang terma platinum PT100.

2.2 Penguatan Voltan dan Litar Antara Muka Penukaran A/D
Output voltan dari satu hujung perintang termal platinum PT100 sangat kecil. Sekiranya ia disambungkan secara langsung kepada penukar A/D, sisihan data penukaran adalah besar; Oleh itu, dalam reka bentuk ini, output voltan dari satu hujung perintang termal platinum PT100 dikuatkan 10 kali dan disambungkan kepada pengikut voltan, dan kemudian penukaran A/D dilakukan, supaya kesan penukaran yang lebih baik dapat diperolehi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. PT100 Platinum Thermal Resistor; Win- ialah output nilai voltan oleh sumber voltan rujukan MC1403; VOUT ialah nilai voltan output selepas penguatan. Formula pengiraan adalah: vout=g × ((vin+)-(vin-)), di mana saiz g ditentukan oleh perintang R120, g =1+50 kΩ ／ R120. Chip OPA277 dan perintang periferal membentuk pengikut voltan.