PT100 platīna termiskās pretestības temperatūras mērīšanas sistēmas projektēšana

Temperatūras mērīšana un kontrole ir ārkārtīgi svarīgas tēmas visos rūpniecības, lauksaimniecības, zinātnisko pētījumu, valsts aizsardzības un cilvēku ikdienas dzīves aspektos. Temperatūras mērīšanas sistēmas tiek plaši izmantotas vienas mikroshēmas mikrodatoru sistēmas projektēšanā. Saskaņā ar dažādām vienas mikroshēmas mikrodatoru sistēmu projektēšanas prasībām arī temperatūras mērīšanas sistēmu dizains ir atšķirīgs. Daži izmanto integrētas mikroshēmas, un daži izmanto nemainīgas strāvas avota ierīces un nemainīgas sprieguma avota ierīces. Šī sistēma temperatūras mērīšanas sistēmas projektēšanai izmanto PT100 platīna termisko rezistoru kā temperatūras signāla iegūšanas elementu.
1 Pamata darba princips
PT100 platīna termiskā rezistora izturība mainās ar temperatūras izmaiņām. Šī funkcija tiek izmantota, lai savāktu temperatūras signālus un pārveidotos signālus pārveidotu sprieguma signālos; Tad tos pārveido par digitāliem signāliem, izmantojot A/D, un tos lasa viena mikroshēmas mikrodatoru sistēma; Vienas mikroshēmas mikrodatoru sistēma identificē un apstrādā lasīšanas digitālos signālus un pārveido tos digitālos signālos, kas atbilst temperatūrai, un visbeidzot izejas temperatūras vērtību parāda LCD displejs.
2 aparatūras dizains
Aparatūrā galvenokārt ietilpst pieci komponenti: nemainīga strāvas avota ķēde, sprieguma pastiprinātājs, A/D pārveidošanas interfeisa ķēde, optokouplera izolācijas shēma un LCD displeja shēma.
2.1 Pastāvīga strāvas avota ķēde
Pastāvīgā strāvas avota ķēde ir parādīta 1. attēlā. CHIP OP07 ir darbības pastiprinātājs, kas veido nemainīgu strāvas avota ķēdi ar 5 rezistoriem, izvadot darba strāvu 1 mA pie Vin+. Attēlā DGND =5 V, VMC =0 V, un ir 4 mezgli, proti, net1, net2, net3 un net4. Ļaujiet strāvai, kas plūst caur R110, IA, un strāva, kas plūst caur R114, ir IB, MA, un abi virzieni ir pa labi.
Saskaņā ar virtuālo atvērto un virtuālu, kas nav OP amp, mums ir vienādojums:
Dgnd- (r 111+ r110) × ia+r114 × ib-r113 × ((dgnd-r111 × ia) ／ r112)-(vdgnd-r111 × ia) =0}}}}}}}}}}}}}}}
Aizstājot datus, mums ir:
5- ({10+1) × ia +1 × ib -2 × (({5-10 × ia) ／ 10)-(5-10 × ia) =0}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
Var aprēķināt, ka IA+IB =1 un IA+IB ir nepieciešamā strāva, kas ir 1 mA.
Saskaņā ar vienādojumu, lai iegūtu IA+IB kā konstanti, tam ir jāatbilst:
R113×R111／R112-R110=R114
Tāpēc nosacījums, ka šī shēma kļūst par pastāvīgu strāvas avotu, ir:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Ja r 111= r112, tad r 110+ r 114= r113 jābūt. Šajā laikā nemainīgā strāvas vērtība ir i=dgnd × r113 ／ r112 ／ r114.
Starp tiem J110 izmanto, lai savienotu PT100 platīna termisko rezistoru.

2.2 Sprieguma pastiprināšana un A/D konvertēšanas interfeisa ķēde
Sprieguma izeja no PT100 platīna termiskā rezistora viena gala ir ļoti maza. Ja tas ir tieši savienots ar A/D pārveidotāju, konvertēšanas datu novirze ir liela; Tātad šajā konstrukcijā sprieguma izvade no PT100 platīna termiskā rezistora viena gala tiek pastiprināta 10 reizes un savienota ar sprieguma sekotāju, un pēc tam tiek veikta A/D konvertēšana, lai varētu iegūt labāku pārveidošanas efektu, kā parādīts 2. attēlā. platīna termiskais rezistors; Win- ir sprieguma vērtības izeja ar atsauces sprieguma avotu MC1403; Vout ir izejas sprieguma vērtība pēc pastiprināšanas. Aprēķina formula ir: vout=g × ((vin+)-(vin-)), kur G lielumu nosaka rezistors R120, g =1+50 KΩ ／ R120. CHIP OPA277 un perifērais rezistors veido sprieguma sekotāju.