pt100测温电路设计报告
传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。
从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。
传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。
温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一,无论是在生产实验场所,还是在居住休闲场所,温度的采集或控制都十分频繁和重要,而且,网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。
由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,所以温传感器就会相应产生随着现代电子技术的发展,对温度的测控技术提出了更高的要求。
PT100铂热电阻温度传感器具有精度高,稳定性好等优点,测温范围为-200~650℃,使用非常方便,广泛用于电力、石油、化工、建材等行业的过程监控系统中,而且被制成各种标准温度计。
前言 (3)第一章绪论 (5)1.1温度传感器发展 (5)1.2P T100的简介 (7)第二章设计内容 (9)2.1制作P CB原理图 (9)2.2制作镜像图 (9)2.3制作电路板 (11)第三章调试电路板 (12)3.1调试电路板 (12)3.2测量并记录结果 (12)第四章总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)第一章绪论1.1 温度传感器发展1传感器的概述科学技术离不开测量。
测量的目的就是要获得被测对象的有关物理或化学性质的信息,以便根据这些信息对被测对象进行评价或控制,完成这一功能的器件就我们称之为传感器。
传感器是信息技术的前沿尖端产品,被广泛用于工农业生产、科学研究和生等领域,尤其是温度传感器,使用范围广,数量多,居各种传感器之首。
温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段;(1) 传统的分立式温度传感器(含敏感元件);主要是能够进行非电量和电量之间转换。
(2) 模拟集成温度传感器/控制器;(3) 智能温度传感器。
目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
2 传感器的分类传感器分类方法很多,常用的有2种:一种是按被测的参数分,另一种是按变换原理来分。
通常按被测的参数来分类,可分为热工参数:温度、比热、压力、流量、液位等;机械量参数:位移、力、加速度、重量等;物性参数:比重、浓度、算监度等;状态量参数:颜色、裂纹、磨损等。
温度传感器属于热工参数。
温度传感器按传感器于被测介质的接触方式可分为2大类:一类是接触式温度传感器,一类是非接触式温度传感器,接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触,通过热传导及对流原理达到热平衡,这时的示值即为被测对象的温度。
这种测温方法精度比较高,并在一定程度上还可测量物体内部的温度分布,但对于运动的、热容量比较小的、或对感温元件有腐蚀作用的对象,这种方法将会产生很大的误差。
非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。
目前最常用的是辐射热交换原理。
此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可测温度场的温度分布,但受环境的影响比较大。
3 传感器的原理及发展3.1 传统的分立式温度传感器—热电偶传感器热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器,它与被测对象直接接触,不受中间介质的影响,具有较高的精确度;测量范围广,可从-50℃-16 00℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁-镍铬,最低可测到-269℃,钨-铼最高可达2800℃。
热电偶传感器主要按照热电效应来工作。
将两种不同的导体A和B 连接起来,组成一个闭合回路,即构成感温元件,如图1所示。
当导体A和B的两个接点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一定大小的电流,这种现象即称为热电效应,也叫温差电效应。
热电偶就是利用这一效应进行工作的。
热电偶的一端是将A、B两种导体焊接在一起,称为工作端,置于温度为t的被测介质中。
另一端称为参比端或自由端,放于温度为t0的恒定温度下。
当工作端的被测介质温度发生变化时,热电势随之发生变化,将热电势送入计算机进行处理,即可得到温度值。
热电偶两端的热电势差可以用下式表示:Et=E(t)-E(t0)式中:Et—热电偶的热电势E(t)—温度为t时的热电势E(t0)—温度为t0时的热电势当参比端的温度t0恒定时,热电势只于工作端的温度有关,即Et=f(t)。
当组成热电偶的热电极的材料均匀时,其热电势的大小与热电极本身的长度和直径无关,只与热电极的成分及两端的温度有关。
3.2 集成(IC)温度传感器(1) 模拟集成温度传感器集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。
模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。
模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控测,不需要进行非线性校准,外围电路简单。
(2) 智能温度传感器传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。
它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(A TE)的结晶。
目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。
智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。
有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化和谐也取决于软件的开发水平。
1.2 PT100的简介铂电阻的特点是精度高,稳定性好,性能可靠。
铂在氧化性气氛中,甚至在高温下的物理、化学性质都非常稳定。
因此铂被公认为是目前制造热电阻的最好材料。
铂电阻主要作为标准电阻温度计使用,也常被用在工业测量中。
铂电阻的阻值温度之间的关系,在0~850℃范围内可用下式表示,R t =R0 (1+At+Bt2)在-200~0℃范围内则用下式表示,R t =R0 [1+At+Bt2+C(t-100)3]式中R t---温度为t℃时的铂电阻的阻值;R0---温度为0℃时的铂电阻的阻值;A、B、C 为常数,A=3.96847×10-3/℃;B=-5.847×10-7/℃;C=-4.22×10-12/℃;对满足上述关系的热电阻,其温度系数约为3.9×10-3/℃。
根据国家从1988年开始采用的IEC标准,工业用标准铂电阻R0有100Ω和50Ω两种,并将电阻值R t与温度t的对应关系列成表格,成为铂电阻分度表,分度号分别为P t100和P t50。
PT100是铂热电阻,它的阻值跟温度的变化成正比。
PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
设计中我们就是利用PT100的这一特性来实现温度与输出值之间的转化的。
第二章设计内容2.1 制作PCB原理图根据老师给出的电路图如图1,自己制作PCB原理图。
图1自己制作PCB原理图,制作PCB原理图(图2)要合理布置器件、合理布线,不能有线线相交。
图22.2制作镜像图当把PCB原理图制作好并检查完毕后要对其进行打印预览和镜像,并且要把打印预览图和镜像图剪切下来然后打印。
(,)印预览图图3 镜像图图42.3 制作电路板把制作好的图让老师检查无误后,用复写纸把镜像图拓印到电路板上,然后用钻头给电路板打孔,打孔的时候要注意孔的大小,不能距离太近进。
芯片LM324只用到了5个引角,所以只需打出这5个引角就行。
把电路板上的孔打好之后就可以上漆了,要用细毛笔慢慢地描线,上漆的时候不能把相邻的两条线描到一起,上漆的时候不要太薄,否则铜容易被腐蚀掉。
上完漆之后要等到油漆干了之后才能进行置换,把用不到的铜置换掉,只剩下我们需要的电路。
当整个电路板完成之后我们就需要在上面焊接元器件了。
在焊接元器件时,我们要先调节滑动电阻器UR1两端的电压,调节UR1的阻值使其两端电压为4.07V,然后再焊接第二个滑动变阻器的时候要先把滑动变阻器的阻值调到98.7Ω。
第三章调试电路板3.1 调试电路板电路板焊接好之后我们就需要调试电路板了,看看电路板是不是正确可行。
给电路板通上5v的恒流源,然后用万用表测量输出电压即电容C2两端的电压并记录。
根据公式4.07×[R PT100/(R1+ R PT100)-R VR2/(R1+ R VR2)]求出理论输出值,把理论输出值乘以100再和测量值比较,如果两个值相差不大那么说明这个电路板是好的。
我测出的电压值是0.812V,理论值是0.898V。
3.2 测量并记录结果分别测量实验室温度时的电压、手的温度、室外温度。
PT100是铂热电阻,它的阻值跟温度的变化成正比。
PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
所以当PT100处于不同温度时其阻值也不相等。
pt100测温电路设计报告
传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。
从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。
传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。
温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一,无论是在生产实验场所,还是在居住休闲场所,温度的采集或控制都十分频繁和重要,而且,网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。
由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,所以温传感器就会相应产生随着现代电子技术的发展,对温度的测控技术提出了更高的要求。
PT100铂热电阻温度传感器具有精度高,稳定性好等优点,测温范围为-200~650℃,使用非常方便,广泛用于电力、石油、化工、建材等行业的过程监控系统中,而且被制成各种标准温度计。
前言 (3)第一章绪论 (5)1.1温度传感器发展 (5)1.2P T100的简介 (7)第二章设计内容 (9)2.1制作P CB原理图 (9)2.2制作镜像图 (9)2.3制作电路板 (11)第三章调试电路板 (12)3.1调试电路板 (12)3.2测量并记录结果 (12)第四章总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)第一章绪论1.1 温度传感器发展1传感器的概述科学技术离不开测量。
测量的目的就是要获得被测对象的有关物理或化学性质的信息,以便根据这些信息对被测对象进行评价或控制,完成这一功能的器件就我们称之为传感器。
传感器是信息技术的前沿尖端产品,被广泛用于工农业生产、科学研究和生等领域,尤其是温度传感器,使用范围广,数量多,居各种传感器之首。
《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告
《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告1.实验功能要求了解铂热电阻的特性与应用;熟悉铂热电阻测温电路;利用P100铂电阻测量温度源的温度;记录温度与测量电路电压输出数据2.实验所用传感器原理利用导体电阻随温度变化的特性,可以制成热电阻,要求其材料电阻温度系数大,稳定性好,电阻率高,电阻与温度之间最好有线性关系。
常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。
铂电阻是将0.05~0.07mm的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。
在0-650℃以内。
铂电阻一般是三线制,其中一端接一根引线另一端接二根引线,主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制,导线电阻忽略不计。
)。
实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出,再经放大器放大后直接用电压表显示。
3.实验电路PT100铂电阻测温电路经验P100电压采集放大电路:前半部分是4.096V恒压源电路,然后是一个桥式电压采样电路,后面是一个电压放大电路。
一、4.096V恒压源电路因Vref=2.5V,故有4.096=(1+R1/R2)*2.5,得出R1/R2=1.6384,可以通过调节滑动变阻器实现。
二、桥式电压采样电路这是一个桥式电压采样电路,其原理是将V2作为参考电压,通过V1的变化去得到一个相对的电压数值,这样就能得到PT100的电阻数值,从而得到当前温度数值。
其中相对数值是通过R7去调节,可以是任意,其R7的主要作用还是在校准温度使用。
根据项目需要,现在使用的R7的阻值是138.5002Ω,也就是PT100在100摄氏度是的温度数值。
三、电压放大电路分析电路:1根据"虚断"原则,流过R3和R8电流相等(V1-Vx)/R3=Vx/R82根据“虚断"原则,流过R6和R1电流相等(V2-Vout)/(R6+R1)=(V2-Vy)/R6 3根据"“虚短"原则,Vy=Vx4根据这3个公式得出:11V1-10V2=Vout理想要的数值是10倍的放大倍数,但是现在在输出端多了减了V1,根据模拟的数值可知,V1的取值范围是0.215-0.36835241646对应温度范围是44.032- 75.43。
pt100测温电路设计报告
《单片机原理与接口技术》课程设计学 院: 电气信息学院 题 目: PT100热电阻测温显示年级专业: 14级测控1班学 号: 1404200223学生姓名: 孙鑫指导教师: 李国平、杨帆前 言传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。
从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。
传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。
温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一,无论是在生产实验场所,还是在居住休闲场所,温度的采集或控制都十分频繁和重要,而且,网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。
由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,所以温传感器就会相应产生随着现代电子技术的发展,对温度的测控技术提出了更高的要求。
PT100铂热电阻温度传感器具有精度高,稳定性好等优点,测温范围为-200~650℃,使用非常方便,广泛用于电力、石油、化工、建材等行业的过程监控系统中,而且被制成各种标准温度计。
目 录前言 (2)第一章绪论 (4)1.1温度传感器 (4)1.2 PT100的简介 (5)1.3 STC12C5410AD的简介 (6)1.4 HEF4051BT的简介 (8)1.4 AT24C64的简介 (9)第二章设计内容 (10)2.1 制作PCB原理图 (10)2.3制作电路板 (11)第三章程序设计 (12)第四章 调试电路板 (12)第五章 心得体会 (13)参考文献 (14)第一章 绪论1.1 温度传感器1传感器的概述科学技术离不开测量。
金属铂电阻PT100传感器测温
2.5
2
1.5
电电/ V
1
0.5
0
-0.5
15
20
25
30
35
40
45
50
温温
图 4. 温度-电压曲线
拟合曲线方程为 y=0.0666x-1.0196,计算标准差为 0.2691。线性度比较好。 产生实验误差主要原因及改进措施如下: (1)万用表测温度只能精确到度,而加热器温度上升缓慢,在万用表温度示数不变时, 台表测试的输出电压不断上升,不同的时刻读到的值不同,造成一定误差。采用更精确的测 温装置能减小误差。 (2)PT100 引线电阻随温度变化对实验结果造成影响。实际应用中常采用三线制或四线 制接线方式,但实验室提供的 PT100 只有两根引出线,无法减小引线电阻变化的影响。 (3)测温电路本身的非线性等原因。此项误差由电路设计保证,非常小,可以忽略不计。
图 1. INA129 内部结构图
由芯片资料知,通过配置 1 脚和 8 脚之间的外接电阻 RG 即可调节电路的增益。题目要求
测温范围为室温~65 °C ,此时 PT100 电阻变化约为 20 Ω ,输出电压变化约为 10mV。题目要
求输出电压不超过
4V,故取
RG
=150
Ω
,此时放大器的放大倍数
G
=
1
+
49.4kΩ RG
=330.3
倍,不
超过 4V,满足设计要求。 综上,设计实验电路如图 2。
-2-
图 2. 电路原理图
三、实验步骤
1.用万用表测量室温,和室温时的 PT100 电阻值。PT100 的阻值预设 R3 的值。
万用表得的室温为 16 °C ,室温时 PT100 的电阻值为 105.24 Ω ,查表知该阻值对应的温度
pt100测温电路设计综述
Pt100测温电路设计综述【一】1mA 电流源的设计两路镜像电流源电路图由图中数据参与数据计算:参考电流Ir 为CC BE CC r r r U U U I R R -=≈由于三管得e 结连在一起,因此IB 相同,I c 也相同,由图可知232122c c c r BI r I I I I I I β==-=-因此可得:12312rc c I I I ββ==+通过软件模拟:所需元器件小结:1.1:三极管2N3707,三只1.2:电阻11.3千欧1.3:电源12伏【二】仪用放大器的设计仪用放大器电路如下图所示:现所设计的仪用放大器是三运放结构,如上图。
它是由运放U1,U2按通向输入接法组成第一级查分放大电路,运放U3组成第二级差分放大电路。
在第一级电路中,Vi1,Vi2分别加到A1和A2的同向端,Rg和R5、R6组成的反馈网络,引入了负反馈。
由A1、A2虚短可得Vi1=V2;Vi2=V3; 1又由A1、A2虚断可得2又由A3虚断可得;整理得 3;整理得 4由A3虚短可得V5=V6; 5则由3.3式、3.4式和3.5式可得整理后可得6在上式中,如果我们选取电阻满足的关系,则输出电压可化简为7根据式3.2和3.7我们可以得到8通过软件模拟该部分所使用元器件小结:电源0.1伏电阻10千欧3个、45千欧2个、50千欧、100千欧电容30pF1个、100pF2个放大器LM108AD 2个LM108J8/883 1个【三】反相加法器设计反相加法器电路设计图如下:5V 校正-5v 输入使用反相比例放大器构成反相相加器。
因为运放开环增益很大,且引入并联电压负反馈。
11111i i u u u i R R ∑-==122222i i u u u i R R ∑-==2又因为是理想运算放大器,'0i i i -==,即运放输入端不索取电流,所以反馈电流f i 为12f i i i =+ 301212f f f f i i R R u i R u u R R =-=--4若12R R R==,则012()f i i R u u u R=-+ 5可见,实现了信号相加的功能,这种相加器的优点是利用了运放的虚地特性,使各信号源之间互不影响。
基于PT100智能温度测量仪表的软件电路设计
基于PT100智能温度测量仪表的软件电路设计目录前言 (2)第1章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3)1.1 功能与要求 (3)1.2 方案论证与比较 (3)1.3 方案的确定 (4)第2章智能温度测量仪表的硬件设计 (5)2.1 系统硬件框图如图1所示 (5)2.2 温度采集与放大电路的设计 (5)2.3 A/D转换电路的设计 (6)2.4单片机最小系统的设计 (7)2.5人机接口电路的设计 (7)第3章软件设计 (9)3.1 主流程图的设计 (9)3.1.1上位机程序流程图的设计 (9)3.1.2、下位机主程序流程图的设计 (10)3.2 A/D转换程序流程图的设计 (11)3.3 数据通信子程序的设计 (12)3.3.1 串口发送数据程序流程图的设计 (12)3.3.1 串口发送数据程序流程图的设计 (13)3.4 键盘/显示子程序流程图的设计 (14)3.5 蜂鸣器报警子程序流程图的设计 (15)第4章温度控制系统的安装与调试 (16)4.1 硬件调试 (16)4.1.1. 安装 (16)4.1.2.调试 (16)4.2 软件调试 (16)4.3 系统整体调试 (16)第5章设计体会与小结 (17)参考文献 (18)附录 (19)前言本课程设计是一个应用比较广泛的温控系统,知识的综合性比较强,但实际上不难,主要有四部分内容组成,第一章,论述其功能,通过方案的比较,确定最终方案,第二章简单的对硬件部分进行阐述,第三章重点的论述软件实现其功能部分,第四章对实际电路进行调试,第五章总结此次课程设计的心得体会。
此温控系统是基于AT89C51单片机对温度进行控制的,采用PT100温度传感器采集温度数据,通过仪用放大器将温度信号放大,然后再送入A/D转化器,将模拟信号转变成便于单片机处理的数字信号,当所采集到的温度值大于设定的阀值时,可在PC上进行告警提示,并通过串口向单片机发送指令,单片机收到指令后控制蜂鸣器发音。
三线制pt100热电阻测温电路的设计
三线制pt100热电阻测温电路的设计以三线制PT100热电阻测温电路的设计为标题,本文将详细介绍该电路的设计原理、组成部分以及工作原理。
一、设计原理三线制PT100热电阻测温电路是一种常用的温度测量电路,其基本原理是利用PT100热敏电阻的温度特性来测量被测温度。
PT100热敏电阻是一种铂电阻,其电阻值随着温度的变化而变化,具有较高的精度和稳定性。
二、组成部分1. PT100热敏电阻:PT100热敏电阻是测温电路的核心元件,其电阻值与温度成正比,通常采用铂电阻材料制成。
2. 增加电阻:为了提高电路的灵敏度和测量范围,通常在PT100热敏电阻前串联一个固定电阻,使电路的总电阻变化更大。
3. 恒流源:为了保持电路中的恒定电流,通常在电路中加入一个恒流源,保证电流的稳定性。
4. 运放:为了放大电路中的微弱信号,通常在电路中加入一个运放,以提高电路的灵敏度和抗干扰能力。
5. A/D转换器:为了将模拟信号转换为数字信号,通常在电路中加入一个A/D转换器,以便通过数字方式读取温度值。
三、工作原理1. 恒流源通过PT100热敏电阻和增加电阻形成一个电桥电路,使电流通过PT100热敏电阻。
2. PT100热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,从而使电桥电路产生不平衡电压。
3. 运放对电桥电路的不平衡电压进行放大,输出一个与温度成正比的电压信号。
4. A/D转换器将模拟信号转换为数字信号,通过数字方式读取并显示温度值。
四、电路设计注意事项1. 选择合适的PT100热敏电阻:根据被测温度范围选择合适的PT100热敏电阻,确保其电阻值变化在合适的范围内。
2. 确保电路的稳定性:恒流源和运放的选择要保证电路的稳定性,避免温度变化对测量结果的影响。
3. 抗干扰能力:合理布局电路,采取屏蔽措施,提高电路的抗干扰能力,避免外界干扰对测量结果的影响。
4. 温度补偿:由于PT100热敏电阻的温度特性并非完全线性,为了提高测量的准确性,可以进行温度补偿,校正测量结果。
PT100铂热电阻温度测量系统的设计
/technic_article/2009/0701/embed-1448.html无论在工业、农业、科学研究、国防和人们日常生活的各个方面,温度测量和控制都是极为重要的课题。
温度测量系统在单片机系统设计中应用广泛,根据单片机系统设计要求的不同,温度测量系统的设计也有所不同,有采用集成芯片的,也有采用恒流源器件和恒压源器件的。
本系统选用PT100铂热电阻作为温度信号采集元件,来进行温度测量系统设计。
1 基本工作原理PT100铂热电阻的阻值随着温度的变化而变化,利用这一特点来采集温度信号,将采集到的信号转换成电压信号;再经过A/D转换成数字信号并由单片机系统读取;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。
2 硬件设计硬件组成主要包括恒流源电路、电压放大、A/D转换接口电路、光耦隔离电路、液晶显示电路5个组成部分。
2.1 恒流源电路恒流源电路如图1所示。
其中芯片OP07为运算放大器,它和5个电阻组成恒流源电路,在VIN+处输出1 mA的工作电流。
图中DGND=5 V,VMC=0 V,有4个节点分别是NET1,NET2,NET3,NET4。
设流过R110的电流为Ia,流过R114的电流为Ib,单位为mA,方向都向右。
则根据运放的虚断和虚短,则有方程:DGND-(R111+R110)×Ia+R114×Ib-R113×((DGND-R111×Ia)/R112)-(VDGND-R111×Ia)=代入数据,有:5-(10+1)×Ia+1×Ib-2×((5-10×Ia)/10)-(5-10×Ia)=0可算得Ia+Ib=1,而Ia+Ib即为所求电流I,为1 mA。
根据方程,可知要得到Ia+Ib为常数,必须满足:R113×R111/R112-R110=R114所以,这个电路成为恒流源的条件是:R111/R112=(R110+R114)/R113如果R111=R112则必须R110+R114=R113,此时,恒流值为I=DGND×R113/R112/R114。
pt100测温电路 设计方案
pt100测温电路设计方案
设计pt100测温电路的方案可以分为以下几个步骤:
1. 确定电源电压:首先确定电路的供电电压,一般情况下,
pt100测温电路常使用5V的电源供电。
2. 构建电桥电路:为了提高测温的精度,可以使用电桥电路来测量pt100的阻值变化。
电桥电路主要包括一个pt100传感器
和三个固定阻值的电阻。
电桥电路一般采用Wheatstone电桥。
3. 选择运放:为了放大pt100传感器的微小信号,一般使用运
放进行信号放大。
选择合适的运放需要考虑其增益、带宽、输入偏置电流等参数。
4. 温度转换:将pt100的阻值变化转换为温度值。
一般采用前
端运放进行小信号放大,后接一个模数转换器(ADC)将模
拟信号转换为数字信号,再通过数值计算将数字信号转换为实际温度值。
5. 界面显示:最后将测到的温度值通过显示器或者其他外设进行显示。
值得注意的是,设计pt100测温电路时需要考虑传感器的供电
方式、电路的抗干扰能力、运放的选择等因素,以保证测量的准确性和可靠性。
Pt100热电阻测温实验报告
的斜率代替,因此可得
5、迟滞误差
8.6675 − 0.2806 K = 95 − 50 = 0.186376 mv/℃
迟滞指正反行程中输出—输入特性曲线的不重合程度,用最大输出差值
∆max 与满量程输出������������������的百分比来表示,即
δH
=
±
1 2
·
∆������������������ ������������������
60
60
60
60
∑ ������������ = 4350 , ∑ ������������ = 268.44 , ∑ ������������������������ = 21768.3 , ∑ ������������2 = 54625
������=1
������=1
������=1
������=1
所示。
图 1 Pt100 测温模块输出-输入校准曲线
电压/mv
9.00
8.50
8.00
7.50
7.00
6.50
6.00
5.50
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
50
55
60
1正行程
1反行程
65
70
75
80
85
温度/℃
2正行程
2反行程
3正行程
90
95
0.08
95
0.08
0.18
0.19
△max
0.38
-0.54
0.39
