Disseny de PT100 Platí Sistema de mesurament de la temperatura de resistència tèrmica

La mesura i el control de la temperatura són temes extremadament importants en tots els aspectes de la indústria, l’agricultura, la investigació científica, la defensa nacional i la vida diària de les persones. Els sistemes de mesura de temperatura s’utilitzen àmpliament en el disseny del sistema de microordinadors d’un sol xip. Segons els diferents requisits de disseny dels sistemes de microordinadors d’un sol xip, el disseny dels sistemes de mesurament de la temperatura també és diferent. Alguns utilitzen xips integrats i alguns utilitzen dispositius de font de corrent constants i dispositius de font de tensió constant. Aquest sistema utilitza la resistència tèrmica PT100 PLATINUM com a element d’adquisició del senyal de temperatura per dissenyar un sistema de mesura de temperatura.
1 Principi bàsic de funcionament
La resistència de la resistència tèrmica del platí PT100 canvia amb el canvi de temperatura. Aquesta característica s'utilitza per recollir senyals de temperatura i convertir els senyals recollits en senyals de tensió; A continuació, es converteixen en senyals digitals mitjançant A/D i llegeixen el sistema de microordinadors d’un sol xip; El sistema de microordinadors d’un sol xip identifica i processa els senyals digitals de lectura i els converteix en senyals digitals corresponents a la temperatura i, finalment, el valor de temperatura de sortida es mostra per la pantalla LCD.
2 Disseny de maquinari
El maquinari inclou principalment cinc components: circuit de font de corrent constant, amplificador de tensió, circuit d’interfície de conversió A/D, circuit d’aïllament d’optocoupler i circuit de visualització LCD.
2.1 Circuit font de corrent constant
El circuit de font de corrent constant es mostra a la figura 1. El xip OP07 és un amplificador operatiu, que forma un circuit de font de corrent constant amb 5 resistències, sortint un corrent de treball d’1 mA a VIN+. A la figura, dgnd =5 v, vmc =0 v, i hi ha 4 nodes, a saber, Net1, Net2, Net3 i Net4. Que el corrent que flueixi a través de R110 sigui IA, i el corrent que flueix a través de R114 sigui IB, en MA, i ambdues direccions són a la dreta.
Segons l’obertura virtual i virtual de l’amplificador OP, tenim l’equació:
Dgnd- (r 111+ r110) × ia+r114 × ib-r113 × ((dgnd-r111 × ia) ／ r112)-(vdgnd-r111 × ia) =0
Substituint les dades, tenim:
5- (10+1) × ia +1 × ib -2 × ((5-10 × ia) ／ 10)-({5-10 × ia) =0
Es pot calcular que ia+ib =1, i ia+ib és el corrent I requerit, que és 1 mA.
Segons l'equació, per aconseguir que IA+IB com a constant, ha de satisfer:
R113×R111／R112-R110=R114
Per tant, la condició perquè aquest circuit es converteixi en una font de corrent constant és:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Si r 111= r112, llavors R 110+ r 114= R113 ha de ser. En aquest moment, el valor de corrent constant és I=dgnd × r113 ／ R112 ／ R114.
Entre ells, J110 s’utilitza per connectar la resistència tèrmica de platí PT100.

2.2 Circuit d'amplificació de tensió i interfície de conversió A/D
La sortida de tensió d’un extrem de la resistència tèrmica de platí PT100 és molt petita. Si està connectat directament al convertidor A/D, la desviació de dades de conversió és gran; Així doncs, en aquest disseny, la sortida de tensió d’un extrem de la resistència tèrmica de platí PT100 s’amplifica 10 vegades i es connecta al seguidor de tensió i, a continuació, es realitza una conversió A/D, de manera que es pot obtenir un millor efecte de conversió, com es mostra a la figura 2. L’amplificador de precisió INA118 i el xip de referència de la tensió MC1403 formen un circuit amplificador, Vin+ és el valor de voltatge de la sortida d’un valor de volta PT100 Resistor tèrmica de platí; Win- és la sortida del valor de tensió per la font de tensió de referència MC1403; VOUT és el valor de tensió de sortida després de l'amplificació. La fórmula de càlcul és: vout=g × ((vin+)-(vin-)), on la mida de G es determina per la resistència R120, G =1+50 kω ／ R120. El xip OPA277 i la resistència perifèrica formen un seguidor de tensió.