Σχεδιασμός του συστήματος μέτρησης θερμοκρασίας θερμικής αντίστασης PT100 Platinum Platinum

Η μέτρηση και ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι εξαιρετικά σημαντικά θέματα σε όλες τις πτυχές της βιομηχανίας, της γεωργίας, της επιστημονικής έρευνας, της εθνικής άμυνας και της καθημερινής ζωής των ανθρώπων. Τα συστήματα μέτρησης θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται ευρέως στον σχεδιασμό του συστήματος μικροϋπολογιστών μονού τσιπ. Σύμφωνα με τις διάφορες απαιτήσεις σχεδιασμού των συστημάτων μικροϋπολογιστών μονού τσιπ, ο σχεδιασμός των συστημάτων μέτρησης θερμοκρασίας είναι επίσης διαφορετικός. Μερικοί χρησιμοποιούν ενσωματωμένες μάρκες και μερικές χρησιμοποιούν συσκευές προέλευσης σταθερού ρεύματος και συσκευές προέλευσης σταθερής τάσης. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί θερμική αντίσταση PT100 Platinum ως στοιχείο απόκτησης σήματος θερμοκρασίας για να σχεδιάσει ένα σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας.
1 βασική αρχή εργασίας
Η αντίσταση της θερμικής αντίστασης PT100 Platinum μεταβάλλεται με την αλλαγή της θερμοκρασίας. Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται για τη συλλογή σημάτων θερμοκρασίας και τη μετατροπή των συλλεγόμενων σημάτων σε σήματα τάσης. Στη συνέχεια μετατρέπονται σε ψηφιακά σήματα μέσω του A/D και διαβάζονται από το σύστημα μικροϋπολογιστών ενός τσιπ. Το σύστημα μικροϋπολογιστών ενός chip αναγνωρίζει και επεξεργάζεται τα ψηφιακά σήματα ανάγνωσης και τα μετατρέπει σε ψηφιακά σήματα που αντιστοιχούν στη θερμοκρασία και τελικά η τιμή θερμοκρασίας εξόδου εμφανίζεται από την οθόνη LCD.
2 σχεδιασμός υλικού
Το υλικό περιλαμβάνει κυρίως πέντε εξαρτήματα: κύκλωμα πηγής σταθερού ρεύματος, ενισχυτή τάσης, κύκλωμα διασύνδεσης μετατροπής A/D, κύκλωμα απομόνωσης OptoCoupler και κύκλωμα οθόνης LCD.
2.1 Κύκλωμα πηγής σταθερού ρεύματος
Το κύκλωμα πηγής σταθερού ρεύματος φαίνεται στο σχήμα 1. Το chip op07 είναι ένας επιχειρησιακός ενισχυτής, ο οποίος σχηματίζει ένα κύκλωμα πηγής σταθερού ρεύματος με 5 αντιστάσεις, εξάγοντας ένα ρεύμα εργασίας 1 mA στο VIN+. Στο σχήμα, DGND =5 V, VMC =0 V, και υπάρχουν 4 κόμβοι, δηλαδή NET1, NET2, NET3 και NET4. Αφήστε το ρεύμα να ρέει μέσω του R110 να είναι IA, και το ρεύμα που ρέει μέσω R114 BE IB, στο MA, και οι δύο κατευθύνσεις είναι προς τα δεξιά.
Σύμφωνα με το εικονικό ανοιχτό και εικονικό βήμα του ενισχυτή OP, έχουμε την εξίσωση:
DGND- (r 111+ r110) × IA+R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ R112)-(VDGND-R111 × IA) =0}}}
Αντικαθιστώντας τα δεδομένα, έχουμε:
5- (10+1) × ia +1 × ib {{3} × (5-10 × a) ／ 10)-
Μπορεί να υπολογιστεί ότι το IA+IB =1, και το IA+IB είναι το απαιτούμενο τρέχον i, το οποίο είναι 1 ma.
Σύμφωνα με την εξίσωση, για να πάρει το IA+IB ως σταθερά, πρέπει να ικανοποιήσει:
R113×R111／R112-R110=R114
Επομένως, η κατάσταση για αυτό το κύκλωμα να γίνει μια σταθερή πηγή ρεύματος είναι:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Αν r 111= r112, τότε r 110+ r 114= r113 πρέπει να είναι. Αυτή τη στιγμή, η τιμή σταθερού ρεύματος είναι I=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Μεταξύ αυτών, το J110 χρησιμοποιείται για τη σύνδεση της θερμικής αντίστασης PT100 Platinum.

2.2 Ενίσχυση τάσης και κύκλωμα διεπαφής μετατροπής A/D
Η έξοδος τάσης από το ένα άκρο της θερμικής αντιστάσεως PT100 Platinum είναι πολύ μικρή. Εάν συνδέεται άμεσα με τον μετατροπέα A/D, η απόκλιση δεδομένων μετατροπής είναι μεγάλη. Έτσι, σε αυτό το σχέδιο, η έξοδος τάσης από το ένα άκρο του θερμικού αντιστάθμου PT100 Platinum ενισχύεται 10 φορές και συνδέεται με τον οπαδό της τάσης και στη συνέχεια πραγματοποιείται η μετατροπή A/D, η VIN+ είναι η Vinal Value από το Ends the Enplice Custre, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. PT100 Platinum Θερμική αντίσταση. Win- είναι η έξοδος τιμής τάσης από την πηγή τάσης αναφοράς MC1403. Το Vout είναι η τιμή τάσης εξόδου μετά την ενίσχυση. Ο τύπος υπολογισμού είναι: vout=g × ((vin+)-(vin-)), όπου το μέγεθος του g προσδιορίζεται από τον αντίσταση R120, G =1+50 kΩ ／ R120. Το τσιπ OPA277 και η περιφερική αντίσταση σχηματίζουν έναν οπαδό τάσης.