PT100 platinos šiluminio pasipriešinimo temperatūros matavimo sistemos projektavimas

Temperatūros matavimas ir kontrolė yra nepaprastai svarbios temos visais pramonės, žemės ūkio, mokslinių tyrimų, nacionalinės gynybos ir žmonių kasdienio gyvenimo aspektais. Temperatūros matavimo sistemos yra plačiai naudojamos vieno lusto mikrokompiuterių sistemos projektavime. Remiantis skirtingais vieno lusto mikrokompiuterių sistemų projektavimo reikalavimais, temperatūros matavimo sistemų projektavimas taip pat skiriasi. Kai kurie naudoja integruotus lustus, o kai kurie naudoja pastovius srovės šaltinio įtaisus ir pastovios įtampos šaltinio įtaisus. Ši sistema naudoja PT100 platinos šiluminį rezistorių kaip temperatūros signalo gavimo elementą, kad būtų sukurta temperatūros matavimo sistema.
1 Pagrindinis darbo principas
PT100 platinos šiluminio rezistoriaus atsparumas keičiasi keičiant temperatūrą. Ši funkcija naudojama temperatūros signalams surinkti ir surinkti signalus paversti įtampos signalais; Tada jie paverčiami skaitmeniniais signalais per A/D ir nuskaito vieno lusto mikrokompiuterių sistema; Vieno lusto mikrokompiuterių sistema identifikuoja ir apdoroja skaitymo skaitmeninius signalus ir paverčia juos skaitmeniniais signalais, atitinkančiais temperatūrą, ir galiausiai išvesties temperatūros vertę rodoma LCD ekrane.
2 aparatinės įrangos dizainas
Aparatūra daugiausia apima penkis komponentus: pastovią srovės šaltinio grandinę, įtampos stiprintuvą, A/D konvertavimo sąsajos grandinę, „OptoCoUpler“ izoliacijos grandinę ir LCD ekrano grandinę.
2.1 Pastovi srovės šaltinio grandinė
Pastovi srovės šaltinio grandinė parodyta 1 paveiksle. „Chip OP07“ yra operatyvus stiprintuvas, kuris sudaro pastovią srovės šaltinio grandinę su 5 rezistoriais, išvesdamas 1 Ma darbinę srovę VIN+. Paveiksle dgnd =5 v, vmc =0 v, o yra 4 mazgai, būtent Net1, Net2, Net3 ir Net4. Tegul srovė, tekanti per R110, yra IA, o srovė, tekanti per R114, yra IB, MA, ir abi kryptys yra dešinėje.
Pagal virtualų atvirą ir virtualų OP stiprintuvą turime lygtį:
Dgnd- (r 111+ r110) × ia+r114 × ib-r113 × ((dgnd-r111 × ia) ／ r112)-(vdgnd-r111 × ia) =0
Pakeitus duomenis, mes turime:
5- (10+1) × ia +1 × ib -2 × (({5-10 × ia) ／ 10)-(5-10} × ia) {}}}}
Galima apskaičiuoti, kad IA+IB =1, o IA+IB yra būtina srovė I, tai yra 1 Ma.
Pagal lygtį, norint gauti IA+IB kaip konstantą, ji turi patenkinti:
R113×R111／R112-R110=R114
Todėl šios grandinės sąlyga tapti nuolatiniu srovės šaltiniu yra:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Jei r 111= r112, tada r 110+ r 114= r113 turi būti. Šiuo metu pastovi srovės vertė yra i=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Tarp jų J110 naudojamas PT100 platinos šiluminio rezistoriui sujungti.

2.2 Įtampos amplifikacija ir A/D konvertavimo sąsajos grandinė
Įtampos išėjimas iš vieno PT100 platinos šiluminio rezistoriaus galo yra labai mažas. Jei jis tiesiogiai prijungtas prie A/D keitiklio, konvertavimo duomenų nuokrypis yra didelis; Taigi šiame dizaine įtampos išėjimas iš vieno PT100 platinos šiluminio rezistoriaus galo yra sustiprinamas 10 kartų ir prijungtas prie įtampos sekėjo, o tada A/D konversija atliekama, kad būtų galima gauti geresnį konversijos efektą, kaip parodyta 2 paveiksle. Tiksliojo stiprintuvo INA118 ir įtampos etaloninis MC1403 forma yra „Vinitur Circit“, Vin+ Ta118 ir įtampos atskaitos MC1403. PT100 platinos šiluminio rezistoriaus pabaiga; Win- yra įtampos vertės išvestis pagal etaloninę įtampos šaltinį MC1403; VOUT yra išėjimo įtampos vertė po amplifikacijos. Skaičiavimo formulė yra: VOUT=g × ((Vin+)-(vin-)), kur g dydį nustato rezistorius R120, g =1+50 kΩ ／ R120. Lusto OPA277 ir periferinio rezistorius sudaro įtampos sekėją.