pt100溫度測量電路圖電子發(fā)燒友

精品文檔PT100與熱敏電阻相反，熱敏電阻溫度越高電阻值越小pt100溫度測量電路，溫度傳感器「口00是一種穩(wěn)定性和線性都比較好的鉑絲熱電阻傳感器，可以工作在-200℃至650℃的范圍.本電路選擇其工作在-19℃至500℃范圍.整個(gè)電路分為兩部分，一是傳感器前置放大電路，一是單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換和顯示，控制，軟件非線性校正等部分.前置放大部分原理圖如下：工作原理:GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔傳感器的接入非常簡單，從系統(tǒng)的5V供電端僅僅通過一支3K92的電阻就連接到PT100了.這種接法通常會(huì)引起嚴(yán)重的非線性問題，但是.由于有了單片機(jī)的軟件校正作為后盾，因此就簡化了傳感器的接入方式.按照PT100的參數(shù)，其在0℃到500℃的區(qū)間內(nèi)，電阻值為100至280.9Q,我們按照其串聯(lián)分壓的揭發(fā)，使用公式：Vcc/(PT100+3K92)*PT100=輸出電壓5丫)，可以計(jì)算出其在整百。C時(shí)的輸出電壓，見下面的表格：溫度℃PT100阻值Q傳感兩端電壓mV0100.00124.381100.39124.850119.40147.79100138.51170.64150157.33192.93GAGGAGAGGAFFFFAFAF

精品文檔200175.86214.68250194.10235.90300212.05256.59350229.72276.79400247.09296.48450264.18315.69500280.98334.42單片機(jī)的10位A/D在滿度量程下，最大顯示為1023字,為了得到PT100傳感器輸出電壓在顯示500字時(shí)的單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換輸入電壓，必須對傳感器的原始輸出電壓進(jìn)行放大，計(jì)算公式為：(500/1023*Vcc)/傳感器兩端電壓(mV/℃),"客=系統(tǒng)供電=5丫)，可以得到放大倍數(shù)為10.466。關(guān)于放大倍數(shù)的說明：有熱心的用戶朋友詢問，按照(500/1023*Vcc)/傳感器兩端電壓不能得到10.466的結(jié)果，而是得到11.635的結(jié)果。實(shí)際上，500個(gè)字的理想值GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔是無法靠電路本身自然得到的，自然得到的數(shù)字僅僅為450個(gè)字，因此，公式中的500℃在實(shí)際計(jì)算時(shí)的取值是450而不是500。450/1023*5/(0.33442-0.12438)^10.47。其實(shí)，計(jì)算的方法有多種，關(guān)鍵是要按照傳感器的mV/℃為依據(jù)而不是以被測溫度值為依據(jù)，我們看看加上非線性校正系數(shù)：10.47*1.1117=11.639499，這樣，熱心朋友的計(jì)算結(jié)果就吻合了。運(yùn)算放大器分為兩級(jí)，后級(jí)固定放大5倍(原理圖中12"31<+1=5),前級(jí)放大為：10.465922/5=2.0931844倍，為了防止調(diào)整時(shí)的元器件及其他偏差，使用了一只精密微調(diào)電位器對放大倍數(shù)進(jìn)行細(xì)調(diào)，可以保證比較準(zhǔn)確地調(diào)整到所需要的放大倍數(shù)(原理圖中10K/(8K2+Rw)+1)。通常，在溫度測量電路里，都會(huì)有一個(gè)“調(diào)零”和另一個(gè)“調(diào)滿度”電位器，以方便調(diào)整傳感器在“零度”及“滿度”時(shí)的正確顯示問題。本電路沒有采用兩只電位器是因?yàn)橹灰傲愣取闭{(diào)整準(zhǔn)確了，就可以保證整個(gè)工作范圍的正確顯示，當(dāng)然也包括滿度時(shí)的最大顯示問題了。GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔那么，電路中對“零度”是如何處理的呢？它是由單片機(jī)程序中把這個(gè)“零度”數(shù)字直接減掉就是了，在整個(gè)工作范圍內(nèi)，程序都會(huì)自動(dòng)減掉“零度”值之后再作為有效數(shù)值來使用。當(dāng)供電電壓發(fā)生偏差后，是否會(huì)引起傳感器輸入的變化進(jìn)而影響準(zhǔn)確度呢？供電變化后，必然引起流過傳感器的電流發(fā)生變化，也就會(huì)使傳感器輸出電壓發(fā)生變化?？墒?，以此同時(shí)，單片機(jī)的供電也是在同步地接受到這種供電變化的，當(dāng)單片機(jī)的A/D基準(zhǔn)使用供電電壓時(shí)，就意味著測量基準(zhǔn)也在同步同方向發(fā)生變化，因此，只要參數(shù)選擇得當(dāng)，系統(tǒng)供電的變化在20%之內(nèi)時(shí)，就不會(huì)影響測量的準(zhǔn)確度。（通常單片機(jī)系統(tǒng)并不允許供電有過大的變化，這不僅僅是在溫度測量電路中的要求。）GAGGAGAGGAFFFFAFAF

精品文檔后級(jí)單片機(jī)電路的原理圖如下:.5 ——2KT :特俎m火決APB5IAN5PB6/AN6PBJIMiTPA3JPFDPMPMPA7；SGLPAGJSOAPAMMTPWTMR.PB3/AN3PB2/AN2PB1腳diPC2PC1PC。PDAPD1PBO/ANDYDLRESPC4P「工PB4/AN4PAOQSC21APB5IAN5PB6/AN6PBJIMiTPA3JPFDPMPMPA7；SGLPAGJSOAPAMMTPWTMR.PB3/AN3PB2/AN2PB1腳diPC2PC1PC。PDAPD1PBO/ANDYDLRESPC4P「工PB4/AN4PAOQSC21SVH21IkaaluOX?CSC1VSS14■hR2?Dl.CY ■ ■ ■L產(chǎn)f，。立「二 氏」 1 從傳感器前置放大電路輸出的信號(hào)，就送入到HT46R23的A/D轉(zhuǎn)換輸入端口（PB0/AN0），由單片機(jī)去進(jìn)行各種必需的處理。首先是進(jìn)行軟件非線性校正，把輸入信號(hào)按照不同的溫度值劃分為不同段，再根據(jù)其所在的段分別乘以不同的補(bǔ)償系數(shù)，令其與理論值盡量接近，經(jīng)過非線性校正的數(shù)字，才被送去進(jìn)行顯示，比較用戶設(shè)定的控制值等等。GAGGAGAGGAFFFFAFAF

精品文檔各段的非線性補(bǔ)償系數(shù)見下列表格（僅僅列出主要段的數(shù)據(jù)，非全部表格內(nèi)容）：傳感電壓mV/℃內(nèi)部AD讀數(shù)校正系數(shù)124.3781供電電阻=3K92±1%,供電電壓=5.000V±1%124.84500.46701.001.0000147.79420.468350.140.9972170.64140.462699.061.0095192.93260.4570146.801.0218GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔214.68020.4515193.361.0343235.89610.4461238.791.0469256.59180.4407283.111.0597276.78980.4355326.361.0724296.47790.4302368.521.0854315.68910.4251409.651.0985334.42200.4201449.761.1117本電路還有一個(gè)特點(diǎn)，就是用戶可以在工作范圍內(nèi)，任意設(shè)定3個(gè)超限控制值。當(dāng)測量顯示值大于設(shè)定值的時(shí)候，對應(yīng)的控制端口就會(huì)輸出高電平。利用這個(gè)高電平信號(hào)，再外接一級(jí)三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的電路，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在某一個(gè)控制端口輸出高電平的同時(shí)，與之串聯(lián)的LED發(fā)光管會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮，以便提示使用者是哪一個(gè)設(shè)定值在輸出控制信號(hào)。GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔電路中的24C02是電存儲(chǔ)器，可以把使用者設(shè)定的控制值可靠地保存起來，即使掉電也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。電路圖中還有3只按鍵，它們分別是“設(shè)定”、“加置數(shù)”和“減置數(shù)”操作按鍵，用于使用者進(jìn)行超限值的設(shè)置。使用方法如下：按動(dòng)一下設(shè)定鍵，屏幕顯示“1--”，表示現(xiàn)在進(jìn)入第一個(gè)超限值的設(shè)置，三秒后屏幕自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到顯示“***”并閃爍住**代表原來電存儲(chǔ)器里儲(chǔ)存的超限數(shù)值），然后，按壓加數(shù)鍵（或減數(shù)鍵），屏幕上的最低位的數(shù)字就會(huì)加一（或減一），如果按住按鍵三秒以上不放開，屏幕上的前兩位數(shù)字就會(huì)快速進(jìn)行加數(shù)（或減數(shù)）。把屏幕上的數(shù)字調(diào)整到所需要的數(shù)字后，這個(gè)超限值就設(shè)置完成了。接著，再按動(dòng)一下設(shè)定鍵屏幕顯示“2--”，表示現(xiàn)在進(jìn)入第二個(gè)超限值的設(shè)置，三秒后屏幕自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到顯示“***”并閃爍....，接下來的操作與第一個(gè)超限值的操作完全一樣。GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔第三個(gè)超限值的設(shè)置與上面兩個(gè)完全一樣。當(dāng)設(shè)置好3個(gè)超限值之后，還必須最后按動(dòng)一下設(shè)定鍵，退出設(shè)定狀態(tài)而返回正常工作狀態(tài)。如果忘記了這最后一次按動(dòng)退出的操作，程序就會(huì)等待10秒之后，自動(dòng)返回正常工作狀態(tài)。簡易調(diào)試方法：可以使用100。的電阻來模擬PT100在0℃的阻值，接入傳感器輸入端，看看顯示是否二000,如果不對，可以調(diào)整微調(diào)電位器來達(dá)到；然后用一只281。的電阻來模擬PT100在500℃時(shí)傳感器的電阻值，顯示應(yīng)該在500字±1字；最后，使用一只194。的電阻來代替250℃?zhèn)鞲衅麟娮栎斎耄瑧?yīng)該顯示250±1字.如果經(jīng)過上面調(diào)試沒有問題，就可以接入真正的PT100傳感器投入使用了.（真正的傳感器也有誤差，可以微調(diào)一下前置放大的電位器來校正它。）GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔在實(shí)際工作中，要求電路的供電電壓為5V±5%.如果測量顯示值大于某一個(gè)超限值，對應(yīng)的控制端口就會(huì)立即輸出高電平。GAGGAGAGGAFFFFAFAF精品文檔如果傳感器發(fā)生開路故障，顯示就會(huì)出現(xiàn)“HHH",如果傳感器