Σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας με βάση το PT100 Platinum Thermistor

Το Thermistor είναι ένας συνήθως χρησιμοποιούμενος αισθητήρας θερμοκρασίας για μεσαίες και χαμηλές θερμοκρασίες και η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην θερμική επίδραση της αντίστασης, δηλαδή στην τιμή αντίστασης της αντίστασης αλλάζει με τη θερμοκρασία. Λόγω της υψηλής ακρίβειας, της αντιπαράθεσης, της καλής σταθερότητας και της αντοχής υψηλής τάσης, έχουν γίνει θερμοστάτες πλατίστας σε διάφορα τυποποιημένα θερμόμετρα για σκοπούς μέτρησης και βαθμονόμησης. Ο θερμίστορ πλατίνας που έχει επιλεγεί σε αυτό το άρθρο είναι PT1 0 0, με τιμή αντίστασης 1 0 0 Ω σε 0 βαθμό. Κατά την αλλαγή μεταξύ 0 βαθμών και 100 βαθμών, η μέγιστη μη γραμμική απόκλιση είναι μικρότερη από 0,5 βαθμού.
1. Σχεδιασμός κυκλώματος προετοιμασίας
Λόγω του γεγονότος ότι το PT100 είναι ένας παθητικός αισθητήρας διαφορετικός από τα θερμοστοιχεία, πρέπει να σχεδιαστεί πρόσθετη διέγερση για να παράγει έξοδο ηλεκτρικού σήματος. Η συσκευή μέτρησης θερμοκρασίας PT100 που σχεδιάστηκε σε αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί τον κοινό χρησιμοποιούμενο χαμηλού κόστους λειτουργικού ενισχυτή LM324 για να ολοκληρώσει το σχεδιασμό του κυκλώματος ισχύος και σε τρία λειτουργικά κύκλωμα ενισχυτή της συσκευής.
Όταν η θερμοκρασία των μετρούμενων αλλαγών του αντικειμένου, η αντίσταση του PT1 00 αλλάζει. Αυτή τη στιγμή, η γέφυρα Wheatstone θα εξάγει ένα αντίστοιχο σήμα τάσης, το οποίο είναι συνάρτηση της αντίστασης του PT100. Το σήμα στάθμης Millivolt ενισχύεται από έναν ενισχυτή οργάνου AMP τριών OP και τροφοδοτείται στο τσιπ AD, το οποίο μετατρέπει το αναλογικό σήμα σε ένα ψηφιακό σήμα και το διαβάζει από τον μικροελεγκτή. Μετά την ανάγνωση του τσιπ από το τσιπ AD, ο μικροελεγκτής εκτελεί ένα πρόγραμμα φιλτραρίσματος για να μετατρέψει τη σταθερή ψηφιακή ποσότητα στην τιμή αντίστασης του PT100 μέσω της λειτουργίας. Στη συνέχεια, ο μικροελεγκτής επιλέγει το αντίστοιχο γραμμικό μοντέλο με βάση το μέγεθος αυτής της τιμής αντίστασης για τον υπολογισμό της τιμής θερμοκρασίας ρεύματος. Τέλος, τα δεδομένα θερμοκρασίας εμφανίζονται στην οθόνη LCD. Όταν η μετρούμενη θερμοκρασία υπερβαίνει το εύρος, η οθόνη LCD θα εμφανίζει "00", υποδεικνύοντας ότι είναι εκτός της περιοχής μέτρησης θερμοκρασίας.