PT100 Platinum -lämpövastuslämpötilan mittausjärjestelmä

Lämpötilan mittaus ja hallinta ovat erittäin tärkeitä aiheita kaikissa teollisuuden, maatalouden, tieteellisen tutkimuksen, kansallisen puolustuksen ja ihmisten päivittäisen elämän näkökohdissa. Lämpötilan mittausjärjestelmiä käytetään laajasti yhden sirun mikrotietokonejärjestelmän suunnittelussa. Yhden sirun mikrotietokonejärjestelmien eri suunnitteluvaatimusten mukaan myös lämpötilan mittausjärjestelmien suunnittelu on erilainen. Jotkut käyttävät integroituja siruja, ja jotkut käyttävät vakiovirtalähteen laitteita ja vakiojännitekappulaitteita. Tämä järjestelmä käyttää PT100 Platinum -lämpövastusta lämpötilan signaalin hankintaelementtinä lämpötilan mittausjärjestelmän suunnittelussa.
1 Perustyöperiaate
PT100 Platinum -lämpövastuksen vastus muuttuu lämpötilan muuttuessa. Tätä ominaisuutta käytetään lämpötilan signaalien keräämiseen ja kerättyjen signaalien muuntamiseen jännitesignaaleiksi; Sitten ne muunnetaan digitaalisiksi signaaleiksi A/D: n kautta ja luetaan yhden sirun mikrotietokonejärjestelmällä; Yhden sirun mikrotietokonejärjestelmä tunnistaa ja prosessoi luettuja digitaalisia signaaleja ja muuntaa ne lämpötilaa vastaaviksi digitaalisiksi signaaleiksi, ja lopuksi lähtölämpötila-arvo näkyy nestekidenäytöllä.
2 laitteistosuunnittelu
Laitteisto sisältää pääasiassa viisi komponenttia: vakiovirtalähdepiiri, jännitteen vahvistin, A/D -muuntamisrajapintapiiri, optocoppeler -eristyspiiri ja LCD -näyttöpiiri.
2.1 Vakiovirran lähdepiiri
Vakiovirran lähdepiiri on esitetty kuvassa 1. Chip OP07 on toiminnallinen vahvistin, joka muodostaa vakiovirtalähdepiirin, jossa on 5 vastusta, joka tuottaa 1 mA: n työvirran VIN+: een. Kuvassa dgnd =5 v, vmc =0 v, ja siellä on 4 solmua, nimittäin Net1, Net2, Net3 ja Net4. Olkoon R110: n läpi virtaava virta ja R114: n läpi virtaava virta Be Ib, MA: ssa, ja molemmat suunnat ovat oikealla.
OP -vahvistimen virtuaalisen avoimen ja virtuaalisen lyhyen mukaan meillä on yhtälö:
Dgnd- (r 111+ R110) × IA+R114 × IB-R113 × (DGND-R111 × IA) ／ R112)-(VDGND-R111 × IA) =0}
Korvaamalla tiedot, meillä on:
5- (10+1) × ia +1 × Ib -2 × ((5-10 × ia) ／ 10)-(5-10 × ia) =0}
Voidaan laskea, että IA+IB =1 ja IA+IB on vaadittava virta I, joka on 1 mA.
Yhtälön mukaan IA+IB: n saamiseksi vakiona sen on täytettävä:
R113×R111／R112-R110=R114
Siksi tämän piirin ehto tulla vakiovirran lähde on:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Jos r 111= r112, niin r 110+ r 114= r113 on oltava. Tällä hetkellä vakiovirtaarvo on I=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Niistä J110: tä käytetään PT100 Platinum -lämpövastuksen kytkemiseen.

2.2 Jännitevahvistus- ja A/D -muuntamisrajapintapiiri
PT100 Platinum -lämpövastuksen toisesta päästä jännitehokka on hyvin pieni. Jos se on kytketty suoraan A/D -muuntimeen, muuntamistietojen poikkeama on suuri; Joten tässä mallissa PT100 Platinum -lämpövastuksen toisesta päästä saatu jännitelähtö monistetaan 10 kertaa ja kytketään jännitteen seuraajaan ja sitten A/D PT100 Platinum -lämpövastus; Win- on jännitearvon lähtö referenssijännitteen lähteen MC1403; VOUT on lähtöjännitearvo vahvistuksen jälkeen. Laskentakaava on: vout=g × ((vin+)-(vin-)), missä G: n koko määritetään vastuksella R120, G =1+50 kΩ ／ R120. Chip OPA277 ja perifeerinen vastus muodostavat jännitteen seuraajan.