Pt100铂电阻测温电路设计 |
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文章目录
1.设计任务分析1.1设计目的1.2设计背景
2.设计方案论证2.1方案设计2.2工作原理
总体系统设计3.1 硬件系统设计3.1.1温度测量电路3.1.2信号放大电路
3.1.3 A/D转换电路3.1.4数据处理电路3.1.5显示电路
3.2软件系统设计
4.电路仿真与调试4.1整体电路
5.误差与精度分析参考文献
1.设计任务分析
1.1设计目的
设计Pt100铂电阻测量温度的电路,温度测量范围是0-100摄氏度,要求LCD显示。画出电路图,标注元器件参数,简单说明测量原理和调节方式。 1.2设计背景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,测温系统系统常采用Pt100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。 温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。随着时代的进步和发展,数字温度计得到了迅速的发展。数字温度计的优点是准确度高,不易误读,分辨率高,特别是在测量小的温度变化时比较准确。人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数字化技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。 2.设计方案论证 2.1方案设计根据要求,本设计的测温模拟电路使用热电阻Pt100温度传感器利用其感温效应,热电阻随环境温度的变化而变化,在电路图中将电阻值的变化转换成电压的变化,再将电压值作为输入信号输入至AD转换器中进行模拟信号到数字信号的转换,其输出端接单片机,向单片机内依据公式写入源程序,将被测温度在显示器上显示出来: 测量温度范围0℃~100℃; 分辨率为0.1℃; LCD数码直读显示。 本设计系统包括了温度测量单元,信号处理单元,A/D 转换模块,数据处理与控制模块,温度显示五个部分。 系统结构图如图2-1所示: 2.2工作原理本题目使用铂热电阻PT100,其阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138. 5欧姆。厂家提供有PT100在各温度下电阻值值的分度表,在此可以近似取电阻变化率为0.3859/℃。向PT100输入稳恒电流,再通过A/D转换后测PT100两端电压,即得到PT100的电阻值,进而算出当前的温度值。 总体系统设计 3.1 硬件系统设计 3.1.1温度测量电路pt100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变,当PT100在0℃的时候它的阻值为100Ω,它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长, 铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式: (1) -200 |
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