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PT100恒流源测温电路

 guitarhua 2013-03-20

PT100恒流源测温电路<一>  

2012-02-01 19:56:03|  分类: 电子电路 |  标签:pt100  测温电路  拟合  仪表放大器  热电阻   |字号 订阅

自从想要做一个PT100的测温电路,实验了很多方法,包括恒流源,电桥。最后决定使用恒流源,而恒流源采用压控恒流源,电压基准采用LM285,输出电压1.235V。

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此恒流源的输出电流取决于LM285的输出电压,和R1的阻值,为了得到精确的输出电流,R1最好采用高精度,低温漂的电阻。如果需要更高的精度,则需要使用更高的电压基准芯片,比如REF5025,LM399等。

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PT100采用四线制接法,通过J2输入,放大器采用AD623仪表放大器,当然使用普通运放构成差分放大器也是可以的,只是使用现成的仪表放大器比较方便,只需要一个外部电阻R15即可设置放大增益,公式为G=100KΩ/R15+1,这个电路设置的放大增益G=11。另外U8、C7、C8、R17、R18构成二阶有源低通滤波器,这里设置的截止频率f≈5Hz。滤波后的信号接ADC到单片机的模数转换引脚,当然也可以通过跳线JP1接到专用16位AD转换芯片ADS1110,将电压转换为数字信号然后交由单片机处理。

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本电路因为采用单电源供电,而AD623需要使用一个负电压,所以使用了一个电压反转芯片MAX660,但也可以使用LM2662替代,而事实上在实际的电路中,我使用的就是LM2662PT100恒流源测温电路 - 米迦勒 - 米迦勒

PT100恒流源测温电路 - 米迦勒 - 米迦勒这是单片机电路的原理图,使用的是 STC的STC12C5A16S2,LQFP44封装。其中KEY,DATA,CLK,CS是用来控制数码管,用于显示测量温度,在这个环节中,使用了一片HD7279芯片,用于动态显示数码管,为什么使用这个芯片而不是使用单片机直接驱动数码管呢。这个是出于节省CPU资源的考虑,因为程序中使用了一些滤波算法比较耗费CPU,而且考虑到可能需要使用485通信,万一等待时间过长,担心因此造成数码管闪烁,所以使用了一片HD7279。

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这个是核心板输出接口电路


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关于这个芯片的使用方法就不多说了,datasheet上写的非常清楚了。

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当然,显示部分的电路是和核心电路分开的,在另外一块PCB上。下面是核心板的PCB

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以下是标定数据,“温度计”项代表使用标准水银温度计的测量值;“PT100“代表以上装置测量得出的值;”误差“为”PT100“-”温度计“的值;”多项式“是采用多项式拟合后的到的值;”拟合后误差”为”多项式“-”温度计“的值;

 温度计 PT100 误差               多项式         拟合后误差
2 6 -4 2.3 0.3
2.7 6.7 -4 3.1 0.4
3 7 -4 3.5 0.5
4 8 -4 4.7 0.7
7 10 -3 7.2 0.2
8.9 11.1 -2.2 8.5 -0.4
9 12 -3 9.6 0.6
9.2 11.3 -2.1 8.8 -0.4
9.2 12.4 -3.2 10.1 0.9
9.5 11.4 -1.9 8.9 -0.6
10 11.7 -1.7 9.3 -0.7
10 12.8 -2.8 10.6 0.6
10.2 12.2 -2 9.9 -0.3
11.2 12.8 -1.6 10.6 -0.6
11.5 14.2 -2.7 12.3 0.8
12 13 -1 10.8 -1.2
12 14 -2 12.0 0.0
12.2 13.9 -1.7 11.9 -0.3
13 15 -2 13.2 0.2
13.5 15.2 -1.7 13.5 0.0
14 16 -2 14.4 0.4
14 15.6 -1.6 14.0 0.0
14.2 15.1 -0.9 13.4 -0.8
22.5 22.3 0.2 21.9 -0.6
23 22.7 0.3 22.3 -0.7
23.5 22.9 0.6 22.6 -0.9
24 23.3 0.7 23.0 -1.0
24.5 24.9 -0.4 24.9 0.4
24.5 23.8 0.7 23.6 -0.9
25 25.2 -0.2 25.2 0.2
25 24.3 0.7 24.2 -0.8
25.5 25.7 -0.2 25.8 0.3
26 26.2 -0.2 26.4 0.4
26.5 26.6 -0.1 26.9 0.4
27 27.1 -0.1 27.4 0.4
27.5 27.4 0.1 27.8 0.3
28 27.8 0.2 28.2 0.2
28.5 28.2 0.3 28.7 0.2
29 28.7 0.3 29.3 0.3
29.5 29 0.5 29.6 0.1
30 29.5 0.5 30.2 0.2
30.7 30 0.7 30.7 0.0
31 30.3 0.7 31.1 0.1
31.5 30.7 0.8 31.5 0.0
32 31 1 31.9 -0.1
32 31.2 0.8 32.1 0.1
32.5 32.6 -0.1 33.7 1.2
32.5 31.6 0.9 32.5 0.0
33 32.1 0.9 33.1 0.1
34 33 1 34.1 0.1
34.5 33.4 1.1 34.5 0.0
38 36.2 1.8 37.7 -0.3
39 37 2 38.5 -0.5
40 38 2 39.6 -0.4
41 39 2 40.7 -0.3
42 40.5 1.5 42.4 0.4
44 41.7 2.3 43.6 -0.4
45 42.6 2.4 44.6 -0.4
46 43.5 2.5 45.6 -0.4
47 44.6 2.4 46.8 -0.2
48 45.6 2.4 47.8 -0.2
49 46.5 2.5 48.8 -0.2
50 47.6 2.4 49.9 -0.1
51 48.5 2.5 50.9 -0.1
54 51.5 2.5 54.0 0.0
55 52.5 2.5 55.0 0.0
56 53.5 2.5 56.0 0.0
58 55.5 2.5 58.1 0.1
59.2 56.5 2.7 59.1 -0.1
60 57.5 2.5 60.1 0.1
61 58.3 2.7 60.9 -0.1
62 59.4 2.6 62.0 0.0
63 60.5 2.5 63.1 0.1
64 61.5 2.5 64.1 0.1
65.2 62.5 2.7 65.1 -0.1
66 63.5 2.5 66.0 0.0
67.2 64.5 2.7 67.0 -0.2
68 65.5 2.5 68.0 0.0
70 67.6 2.4 70.0 0.0
71 68.2 2.8 70.6 -0.4
72 69.4 2.6 71.7 -0.3
73 70.5 2.5 72.8 -0.2
74 71.5 2.5 73.7 -0.3
75 72 3 74.2 -0.8
76 74 2 76.0 0.0
77.5 74.9 2.6 76.9 -0.6
78 76 2 77.9

-0.1

PT100恒流源测温电路一 - 米迦勒 - 米迦勒

上图中X轴为PT100的值,Y轴为温度计的值


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