Pt100铂电阻测温电路(稳定版)
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3.2温度检测电路
温度检测电路主要检测的是Pt100传输的电压信号,采用三线制接法,可分为恒流源电路、桥式检测电路及放大输出电路,其电路图如图3所示。
图3 温度检测电路
为调高电路的抗干扰能力,采用恒流源为温度检测电路供电,其电路图如图4所示。
该电流源利用了稳压管的特性,可通过调节电阻R1获得0.58mA~11.96mA的恒定电流。
而由于Pt100在2mA情况下线性度较好,此处调节R1使得恒流源输出2mA。
图4 恒流源电路
桥式检测电路如图5所示。
Pt100在2mA条件下有较好的线性度且温度在0~150℃范围内每升高1℃阻值增加0.3908Ω。
另外,通过调整电阻R5使Pt100在0℃输出为0V,这样即可根据输出电压值求出相应温度。
图5 桥式检测电路
由于桥式检测电路输出信号较小,需通过放大电路进行信号放大,其电路如图6所示。
根据电路图可知最终输出电压为。
由于单片机读取模拟量信号范围为0~3V,在假定量程为0~150℃的情况下,温度每增加1℃输出电压增大20mA,因此调节R12为279Ω即可。
图6 放大输出电路。
PT100温度传感器测量电路温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃至 650℃的范围.本电路选择其工作在 -19℃至500℃范围。
整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分。
前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在 0℃到 500℃的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:单片机的 10 位 A/D 在满度量程下,最大显示为 1023 字,为了得到PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果,而是得到 11.635的结果。
实际上,500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的,自然得到的数字仅仅为 450 个字,因此,公式中的 500℃在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。
450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。
其实,计算的方法有多种,关键是要按照传感器的 mV/℃为依据而不是以被测温度值为依据,我们看看加上非线性校正系数:10.47*1.1117=11.639499 ,这样,热心朋友的计算结果就吻合了。
『电阻式温度检测器』(RTD,Resistance Temperature Detector)-一种物质材料作成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。
大部分电阻式温度检测器是以金属作成的,其中以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,最为稳定-耐酸碱、不会变质、相当线性...,最受工业界采用。
PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT)其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。
1:Vo=2.55mA ×100(1+0.00392T)=0.255+T/1000 。
2:量测Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不準。
电路分析由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,由于7.2V齐纳二极体的作用,使得1K电阻和5K可变电阻之电压和为6.5V,靠5K可变电阻的调整可决定电晶体的射(集极)极电流,而我们须将集极电流调为2.55mA,使得量测电压V如箭头所示为0.255+T/1000。
其后的非反向放大器,输入电阻几乎无限大,同时又放大10倍,使得运算放大器输出为2.55+T/100。
6V齐纳二极体的作用如7.2V齐纳二极体的作用,我们利用它调出2.55V,因此电压追随器的输出电压V1亦为2.55V。
其后差动放大器之输出为Vo=10(V2-V1)=10(2.55+T/100-2.55)=T/10,如果现在室温为25℃,则输出电压为2.5V。
相关文章: 铂电阻测温电路的线性化设计方法摘要:介绍一种基于A/D转换原理的铂电阻测温的非线性校正方法,分析了铂电阻线性测温的原理,并给出了A/D转换器7135与单片机89C51接口电路及试验数据。
pt100温度传感器测量电路温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在-200℃至650℃的范围.本电路选择其工作在-19℃至500℃范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的5V 供电端仅仅通过一支3K92 的电阻就连接到PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照PT100 的参数,其在0℃到500℃的区间内,电阻值为100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压mV0100.00124.381 100.39 124.850 119.40147.79100 138.51170.64150 157.33192.93200175.86214.68250194.10235.90300212.05256.59350229.72276.79400247.09296.48450264.18315.69500280.98334.42单片机的10 位A/D 在满度量程下,最大显示为1023 字,为了得到PT100 传感器输出电压在显示500 字时的单片机A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到10.466 的结果,而是得到11.635的结果。
实际上,500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的,自然得到的数字仅仅为450 个字,因此,公式中的500℃在实际计算时的取值是450 而不是500 。
PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压 mV0 100.00 124.381 100.39 124.850 119.40 147.79100 138.51 170.64150 157.33 192.93200 175.86 214.68250 194.10 235.90300 212.05 256.59350 229.72 276.79400 247.09 296.48450 264.18 315.69单片机的 10 位 A/D 在满度量程下,最大显示为 1023 字,为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为 10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果,而是得到 11.635的结果。
PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压 mV0 100.00 124.381 100.39 124.850 119.40 147.79100 138.51 170.64150 157.33 192.93200 175.86 214.68250 194.10 235.90300 212.05 256.59350 229.72 276.79400 247.09 296.48450 264.18 315.69单片机的 10 位 A/D 在满度量程下,最大显示为 1023 字,为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为 10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果,而是得到 11.635的结果。
PT100高精度测温电路AD623+REF3030(很稳定)PT100是一种正温度系数的热敏电阻。
说到什么是正温度系数?就必须要结合负温度系数来讲了。
随着温度的升高,电阻的阻值变大,就是正温度系数的热敏电阻,相反,如果随着温度的升高,电阻的阻值变小,就是负温度系数的热敏电阻。
PT100之所以应用很广泛,不仅是因为它可以测的温度范围宽(零下几十度到零上几百度),还因为它的线性度非常好。
“线性度”,说的直白一点就是温度每变化一度,电阻的阻值升高的幅度是基本相同的。
这样,就大大的简化了我们的程序。
不过,PT100也有它的缺点,就是温度每上升一度,阻值变化太小了,只有0.39欧姆。
这样就需要硬件上提供高精度低噪声的转换。
网上流传有很多电路,很多电路其实都是不能当作产品用的。
下面给大家提供一种高精度的电路,就是成本有些高,不过品质好。
对于测温电路,其实有很多可以值得研究的地方,小电路有大智慧。
比如,你可以一眼就看出来这个电路不能测零下的温度吗?你可以计算出来这个电路可以测量的温度范围是从多少度到多少度吗?你可以修改这个电路,让它可以测到你所需要的温度范围吗?如果把反相(-IN)和同相(+IN)两条线调换,后果如何?看看,你觉得电路简单,那么上面的问题都可以回答吗?电路解释:越简单的电路,稳定性就越好。
该电路中的四个电阻都需要用0.1%精度的。
电路只用了一个电桥和一个差分放大器。
R2 R3 R4与PT100组成电桥电路,REF3030为电桥电路提供标准的3.00V电压。
AD623用一个2K的放大反馈电阻精确的把电桥的压差放大51倍。
(为什么是51倍,详见AD623的datasheet)PT100接法:细心的小伙伴,会研究一下PT100的接法。
PT100一般有两线和三线的传感器。
因为线本身肯定有电阻,而上面也提到过,每变化一度,PT100只变化0.39欧姆,那么如果PT100的线很长的话,电阻就越大,线不同,电阻就不同,就肯定会大大的影响测出来的结果。
实用PT100测温电路两例概述PT100铂热电阻是一种常用的温度传感器。
其测温原理是利用了金属铂自身电阻随着温度近乎线性变化的特点。
相较于其他测温元件(热电偶和热敏电阻),PT100铂热电阻的热稳定性好、精度高、漂移小,通常用在-200℃~600℃范围内的精密测温系统中。
PT100测温探头一般有2线、3线和4线这几种引线方式。
3线和4线的引线方式,主要是为了后面的调理电路能修正引线电阻带来的影响。
当然,引线越多,探头价格越贵。
PT100铂热电阻在0℃时是100Ω,当温度每变化1℃,电阻变化约0.385Ω。
如果引线电阻1Ω,那么会引入大约2.56℃的误差。
所以设计时应根据实际情况,选用不同的引线方式。
对于要求不高,引线不长(<0.5米)的系统,此时引线电阻很小,一般几十毫欧,引线电阻引入的误差可以忽略,推荐使用2线方式。
对于引线比较长的系统,引线电阻比较大,而且阻值不可预测,则应使用3线或4线方式。
根据IEC60751标准,PT100铂热电阻的阻值与温度之间关系如下:其中:下表是PT100铂热电阻的温度-电阻速查表:温度℃电阻值Ω温度℃电阻值Ω温度℃电阻值Ω温度℃电阻值Ω-20018.5220107.79240190.47460267.56-18027.1040115.54260197.71480274.29-16035.5460123.24280204.90500280.98-14043.8880130.90300212.05520287.62-12052.11100138.51320219.15540294.21-10060.26120146.07340226.21560300.75-8068.33140153.58360233.21580307.25-6076.33160161.05380240.18600313.71-4084.27180168.48400247.09620320.12-2092.16200175.86420253.96640326.480100.00220183.19440260.78660332.79表1PT100温度-电阻速查表PT100铂热电阻温度采集系统主要有两种实现方式:1.恒流方式,2.电桥方式。
PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:GAGGAGAGGAFFFFAFAF传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:GAGGAGAGGAFFFFAFAF单片机的 10 位 A/D 在满度量程下,最大显示为 1023 字,为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为 10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果,而是得到 11.635的结果。
实际上,500 个字的理想值GAGGAGAGGAFFFFAFAF是无法靠电路本身自然得到的,自然得到的数字仅仅为 450 个字,因此,公式中的500℃ 在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。
450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。
常用电路图R2、R3、R4 和Pt100 组成传感器测量电桥,为了保证电桥输出电压信号的稳定性,电桥的输入电压通过TL431 稳至2.5V。
从电桥获取的差分信号通过两级运放放大后输入单片机。
电桥的一个桥臂采用可调电阻R3,通过调节R3 可以调整输入到运放的差分电压信号大小,通常用于调整零点。
放大电路采用LM358 集成运算放大器,为了防止单级放大倍数过高带来的非线性误差,放大电路采用两级放大,如图 5.1 所示,前一级约为10 倍,后一级约为3倍。
温度在0~100 度变化,当温度上升时,Pt100 阻值变大,输入放大电路的差分信号变大,放大电路的输出电压Av 对应升高。
注意:虽然电桥部分已经经过TL431 稳压,但是整个模块的电压VCC 一定要稳定,否则随着VCC 的波动,运放LM358 的工作电压波动,输出电压Av 随之波动,最后导致A/D 转换的结果波动,测量结果上下跳变。
铂热电阻阻值与温度关系为:式中,A=0.00390802;B=-0.000000580;C=0.0000000000042735。
可见Pt100 在常温0~100摄氏度之间变化时线性度非常好,其阻值表达式可近似简化为:RPt=100(1+At),当温度变化1 摄氏度,Pt100 阻值近似变化0.39 欧。
Pt100 的分度表(0℃~100℃)程序处理一般在使用PT100 的温度采集方案中,都会对放大器LM358 采集来的模拟信号A V进行温度采样,即进行A/D 转换。
A/D 处理包括两方面内容,一是A/D 值的滤波处理,二是A/D 值向实际温度转换。
由于干扰或者电路噪声的存在,在采样过程当中会出现采样信号与实际信号存在偏差的现象,甚至会出现信号的高低波动,为了减小这方面原因造成的测量误差,在实际采样时采样18 个点,然后再除去其中偏差较大的两个点,即一个最大值和一个最小值,再对剩余的16 个点取均值,这样得到的A/D 转换结果比较接近实际值。
在对数值进行滤波操作之后,还要将A/D 值转换为温度,常用的两种方法为查表法和公式法:查表法比较麻烦,而且精度也不高,适合于线性化较差的NTC 温度传感器;公式法比较简单,只需要确定比例系数K 和基准偏差B 即可,适合于线性化较好的传感器温度转换的C 语言实现过程为:fT = (ADC_data * K) –B; //换算成温度值。
得到温度后,一般还会对被控对象根据实际温度和目标温度进行实时的控制,要又要设计到控制算法,如:模糊控制、PID 调节等。
这里简单介绍一下PID 控制原理,更多内容请察看相关书籍。
PID 工作原理PID(Proportional Integral Derivative)控制是控制工程中技术成熟、应用广泛的一种控制策略,经过长期的工程实践,已形成了一套完整的控制方法和典型的结构。
它不仅适用于数学模型已知的控制系统中,而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用,在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。
由于来自外界的各种扰动不断产生,要想达到现场控制对象值保持恒定的目的,控制作用就必须不断的进行。
若扰动出现使得现场控制对象值(以下简称被控参数)发生变化,现场检测元件就会将这种变化采集后经变送器送至PID 控制器的输入端,并与其给定值(以下简称SP 值)进行比较得到偏差值(以下简称e 值),调节器按此偏差并以我们预先设定的整定参数控制规律发出控制信号,去改变调节器的开度,使调节器的开度增加或减少,从而使现场控制对象值发生改变,并趋向于给定值(SP 值),以达到控制目的,如图所示,其实PID 的实质就是对偏差(e 值)进行比例、积分、微分运算,根据运算结果控制执行部件的过程。
温度控制PID 算法设计利用了上面所介绍的位置式PID 算法,将温度传感器采样输入作为当前输入,然后与设定值进行相减得偏差,然后再对之进行PID 运算产生输出结果fOut,然后让fOut 控制定时器的时间进而控制加热器。
为了方便PID 运算,首先建立一个PID 的结构体数据类型,该数据类型用于保存PID 运算所需要的P、I、D 系数,以及设定值,历史误差的累加和等信息:typedef struct PID{float SetPoint; // 设定目标Desired Valuefloat Proportion; // 比例系数Proportional Constfloat Integral; // 积分系数Integral Constfloat Derivative; // 微分系数Derivative Constint LastError; // 上次偏差int SumError; // 历史误差累计值} PID;PID stPID; // 定义一个stPID 变量PID 运算的C 实现代码float PIDCalc( PID *pp, int NextPoint ){int dError,Error;Error = pp->SetPoint*10 -NextPoint; // 偏差,设定值减去当前采样值pp->SumError += Error; // 积分,历史偏差累加dError = Error-pp->LastError; // 当前微分,偏差相减pp->PrevError = pp->LastError; // 保存pp->LastError = Error;return (pp->Proportion * Error+ pp->Integral * pp->SumError-pp->Derivative * dError);}其中(pp->Proportion * Error)是比例项;(pp->Integral * pp->SumError)是积分项;(pp->Derivative * dError)是微分。
基于Ptl00铂热电阻的温度变送器设计与实现温度是表征物体冷热程度的物理量,在工业生产、生活应用和科学研究中是一个非常重要的参数。
在工业控制过程中需要对控制对象进行温度监测,防止控制对象由于温度过高而损坏,因此温度的实时监测就显得更加重要。
对温度的实时监测有利于对控制对象的及时检查、保护,并及时调整温度的高低。
根据控制系统设计要求的不同,温度监测系统的设计也有所变化,有采用集成芯片的,也有采用恒流源器件和恒压源器件的。
因铂热电阻具有测量范围大,稳定性好,示值复现性高和耐氧化等优点,该系统采用PtlOO铂热电阻作为温度感测元件,进行温度传感器的设计与实现。
在设计中,将电压信号转换为标准的4~20 mA 电流信号,既省去昂贵的补偿导线,又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力。
l Ptl00铂热电阻概述电阻值随温度的变化程度称为温漂系数,大部分金属材料的温漂系数是正数,而且许多纯金属材料的温漂系数在一定温度范围内保持恒定,具体应用中选用哪一种金属材料(铂、铜、镍等)取决于被测温度的范围。
金属铂(Pt)电阻的温度响应特性较好,成本较低,可测量温度较高;它在0 ℃的额定电阻值是100 Ω,是一种标准化器件。
工作温度范围:-200~+850 ℃,考虑到工业的实际应用,本系统设计的测量范围为0~120℃。
因为热敏电阻的阻值和温度呈正比关系,只需知道流过该电阻的电流就可以得到与温度成正比的输出电压。
根据已知的电阻-温度关系,可以计算出被测量的温度值。
Ptl00温度感测器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度检测器,其电阻和温度变化的关系式为:式中:R0为O ℃下的电阻值,R0=10O Ω;T为摄氏温度。
因此,用铂做成的电阻式温度检测器,又称为Ptl00温度传感器,即:显然,电阻与温度呈非线性关系,但当测量精度要求较低时,电阻值与温度的函数关系可以简化为:实际应用中,Ptl00的连接方式可以为两线制、三线制或四线制。
该系统采用三线制接法即可满足要求。
二线制连接时,由于引线电阻与Ptl00串联,增大了电阻,会影响测量;三线制连接时,对Ptl00额外增加了第三条线,由于引线电阻具有相同特性,能够对线电阻进行补偿;四线制连接时,可以实现Kelvin检测,消除了两线连线的压差。
2 系统结构与工作原理对PtlOO温度传感器进行了硬件设计。
其整个数据采集系统结构框图如图1所示。
图1中,利用铂热电阻特性来检测温度,将温度转换成电压信号;再通过V/l转换单元,将电压信号转为4~20 mA的标准电流信号输出,这样既省去昂贵的补偿导线,又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力;在单片机系统上再由电流电压转换芯片RCV420将4~20 mA转换为O~5 V电压信号。
经过A /D转换成数字信号,单片机系统把读取到的数字信号进行识别处理,并换算成与温度对应的数字信号,最后再由液晶显示器显示输出温度值。
CPU主要完成对A/D采集到的数据进行处理,包括A/D值的滤波处理和A/D值向实际温度转换,最后送给显示器显示。
3 硬件设计硬件组成主要由稳定电源电路、运算放大电路、电压电流转换电路、电流电压转换电路四个部分组成。
3.1 稳定电源电路稳定电源电路如图2所示。
LP2951是S1PEX公司推出的低功耗电压调节器,非常适用于一些电池供电系统,如无绳电话、无线控制系统及便携式电脑。
具有低静态电流、低压差等特性(轻微负载时,压差为50 mV;100 mA负载时,压差为380 mV)。
LP2951具有很小的初始容限(一般0.5%),非常良好的负载及线路调节特性(一般0.05%),并具有非常低的温度系数(20 ppm/℃),因此非常适合用作低功耗电压源。
LP-2951可以通过引脚连接得到5 V电压,使用内部分压器通过引脚1(输出)及引脚2(Sense)及引脚7(反馈)到引脚6(5 V端),获得输出、Sense、反馈、5 V端电压。
同样,还可以通过1.235 V的参考源获得其他输出电压,最大30 V。
3.2 主电路分析R7,R8,R4,RP1和Ptl00组成传感器测量电桥,为了保证电桥输出电压信号的稳定性,电桥的输入电压由LP2951电源芯片来提供。
从电桥获取的差分电压信号通过两级运放放大后,再经过电压/电流转换电路,转换为4~20 mA的标准电流信号输出,因为A/D只能采集电压信号,所以在信号进行A/D采集前,再通过芯片RCV420将4~20 mA转换为O~5 V电压信号。
电桥的一个桥臂采用可调电阻RP1,通过调节RP1,可以调整输入到运放的差分电压信号大小,通常用于调整零点。
放大电路采用LM258集成运算放大器,为了防止单级放大倍数过高带来的非线性误差,放大电路采用两级放大,其中可调电阻RP2用于调节放大电路的增益。