Design af PT100 Platinum Termisk resistensstemperaturmålingssystem

Temperaturmåling og kontrol er ekstremt vigtige emner i alle aspekter af industri, landbrug, videnskabelig forskning, nationalt forsvar og folks daglige liv. Temperaturmålingssystemer er vidt brugt i en-chip mikrocomputersystemdesign. I henhold til de forskellige designkrav til en-chip-mikrocomputersystemer er design af temperaturmålingssystemer også forskellige. Nogle bruger integrerede chips, og nogle bruger konstante strømkildeenheder og konstante spændingskildeenheder. Dette system bruger PT100 Platinum Thermal Modstand som et temperatursignalindsamlingselement til at designe et temperaturmålingssystem.
1 Grundlæggende arbejdsprincip
Modstanden for PT100 Platinum termisk modstand ændres med ændringen af ​​temperatur. Denne funktion bruges til at indsamle temperatursignaler og konvertere de indsamlede signaler til spændingssignaler; Derefter konverteres de til digitale signaler gennem A/D og læses af enkelt-chip-mikrocomputersystemet; Enkelt-chip-mikrocomputersystemet identificerer og behandler de læst digitale signaler og konverterer dem til digitale signaler, der svarer til temperaturen, og til sidst vises outputtemperaturværdien af ​​LCD-displayet.
2 hardware -design
Hardwaren inkluderer hovedsageligt fem komponenter: konstant strømkildekredsløb, spændingsforstærker, A/D -konverteringsgrænsefladekredsløb, OptocouPler -isoleringskredsløb og LCD -display -kredsløb.
2.1 Konstant strømkildekredsløb
Den konstante strømkildekredsløb er vist i figur 1. Chip Op07 er en operationel forstærker, der danner et konstant strømkildekredsløb med 5 modstande, der udsender en fungerende strøm på 1 Ma ved VIN+. I figuren dgnd =5 V, Vmc =0 V, og der er 4 noder, nemlig Net1, Net2, Net3 og Net4. Lad strømmen, der flyder gennem R110, være ia, og strømmen, der flyder gennem R114, være ib, i MA, og begge retninger er til højre.
I henhold til den virtuelle åbne og virtuelle kort efter op -forstærkeren har vi ligningen:
Dgnd- (r 111+ r110) × IA+R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ R112)-(VDGND-R111 × IA) =0}
Udskiftning af dataene har vi:
5- (isse
Det kan beregnes, at IA+ib =1, og IA+IB er den krævede strøm I, som er 1 mA.
I henhold til ligningen skal den for at få IA+ib som en konstant tilfredsstille:
R113×R111／R112-R110=R114
Derfor er betingelsen for, at dette kredsløb bliver en konstant strømkilde:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Hvis r 111= r112, skal r 110+ r 114= r113 være. På dette tidspunkt er den konstante aktuelle værdi I=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Blandt dem bruges J110 til at forbinde PT100 -platin -termisk modstand.

2.2 Spændingsforstærkning og A/D -konverteringsgrænsefladekredsløb
Spændingsudgangen fra den ene ende af PT100 -platin -termisk modstand er meget lille. Hvis den er direkte forbundet til A/D -konverteren, er konverteringsdataafvigelsen stor; so in this design, the voltage output from one end of the PT100 platinum thermal resistor is amplified 10 times and connected to the voltage follower, and then A/D conversion is performed, so that a better conversion effect can be obtained, as shown in Figure 2. The precision amplifier INA118 and the voltage reference chip MC1403 form an amplifier circuit, VIN+ is the voltage value output Fra den ene ende af PT100 -platin -termisk modstand; Win- er spændingsværdiudgangen efter referencespændingskilden MC1403; Vout er udgangsspændingsværdien efter amplifikation. Beregningsformlen er: vout=g × ((vin+)-(vin-)), hvor størrelsen på g bestemmes af modstanden R120, g =1+50 kΩ ／ R120. Chip OPA277 og den perifere modstand danner en spændingsfølger.