Design av PT100 Platinum Termisk motstandstemperatur Målesystem

Temperaturmåling og kontroll er ekstremt viktige temaer i alle aspekter av industri, landbruk, vitenskapelig forskning, nasjonalt forsvar og folks daglige liv. Temperaturmålingssystemer er mye brukt i enkeltbrikke mikrodatasystemdesign. I henhold til de forskjellige designkravene til mikrodatasystemer med en chip, er utformingen av temperaturmålingssystemer også annerledes. Noen bruker integrerte brikker, og noen bruker konstante strømkildeenheter og konstante spenningskildeenheter. Dette systemet bruker PT100 platina termisk motstand som et temperatursignalinnsamlingselement for å designe et temperaturmålingssystem.
1 Grunnleggende arbeidsprinsipp
Motstanden til PT100 platinas termisk motstand endres med temperaturendringen. Denne funksjonen brukes til å samle temperatursignaler og konvertere de innsamlede signalene til spenningssignaler; Deretter konverteres de til digitale signaler gjennom A/D og lest av enkeltbrikke mikrodatasystemet; Enkeltchip-mikrodatasystemet identifiserer og behandler de leste digitale signalene og konverterer dem til digitale signaler som tilsvarer temperaturen, og til slutt vises utgangstemperaturverdien av LCD-skjermen.
2 Maskinvaredesign
Maskinvaren inkluderer hovedsakelig fem komponenter: konstant strømkryss, spenningsforsterker, A/D -konvertering grensesnittkrets, optocoupler isolasjonskrets og LCD -skjermkrets.
2.1 Konstant strøm kildekrets
Den konstante strømkrysset er vist i figur 1. ChIP OP07 er en operativ forsterker, som danner en konstant strømkrets med 5 motstander, og gir en arbeidsstrøm på 1 mA ved VIN+. I figuren, dgnd =5 v, vmc =0 v, og det er 4 noder, nemlig net1, net2, net3 og net4. La strømmen strømme gjennom R110 være IA, og strømmen som strømmer gjennom R114 være IB, i MA, og begge retninger er til høyre.
I henhold til den virtuelle åpne og virtuelle mangelen på OP -forsterkeren, har vi ligningen:
Dgnd- (r 111+ r110) × ia+r114 × ib-r113 × ((dgnd-r111 × ia) ／ r112)-(vdgnd-r111 × ia) =0
Ved å erstatte dataene har vi:
5- (10+1) × ia +1 × ib -2 × ((5-10 × ia) ／ 10)-(5-10 × ia) =0
Det kan beregnes at ia+ib =1, og ia+ib er den nødvendige strømmen I, som er 1 ma.
I henhold til ligningen, for å få ia+ib som en konstant, må den tilfredsstille:
R113×R111／R112-R110=R114
Derfor er tilstanden for at denne kretsen blir en konstant strømkilde:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Hvis r 111= r112, må r 110+ r 114= r113 være. På dette tidspunktet er den konstante strømverdien I=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Blant dem brukes J110 til å koble PT100 -termisk motstand fra PT100.

2.2 Spenningsforsterkning og A/D -konverteringsgrensesnittkrets
Spenningsutgangen fra den ene enden av PT100 platina termisk motstand er veldig liten. Hvis den er direkte koblet til A/D -omformeren, er konverteringsdatavviket stort; Så i denne utformingen forsterkes spenningsutgangen fra den ene enden av PT100 -platina -termisk motstand 10 ganger og kobles til spenningsfølgeren, og deretter utføres A/D -konvertering, slik at en bedre konverteringseffekt kan oppnås, som vist i figuren en ende -form for en ende. PT100 Platinum termisk motstand; Win- er spenningsverdiutgangen med referansespenningskilden MC1403; Vout er utgangsspenningsverdien etter forsterkning. Beregningsformelen er: vout=g × ((vin+)-(vin-)), hvor størrelsen på g bestemmes av motstanden R120, G =1+50 kω ／ R120. CHIP OPA277 og perifermotstanden danner en spenningsfølger.