pt100溫度測(cè)量與控制電路設(shè)計(jì)實(shí)例PPT

1、1,溫度測(cè)量與控制,2,主要內(nèi)容,（1）測(cè)溫電橋 （2）調(diào)理電路 （3）A/D與CPU電路 （4）非線性校正 （5）控制算法 （6）控制電路,3,（1）測(cè)溫電橋,測(cè)溫電橋電路,測(cè)溫電橋電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 關(guān)鍵電阻選擇 Pt100的最大電流,4,（1）測(cè)溫電橋的改進(jìn),測(cè)溫電橋電路改進(jìn)（三線制）,5,（2）調(diào)理電路設(shè)計(jì),（1）確定A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)（舉例） 要求：量程100度、最小分辨率0.1度，則 A=100/0.1=1000， 因此至少需要10位ADC，可選擇MCU內(nèi)部的ADC。,6,（2）確定調(diào)理電路的結(jié)構(gòu),7,（3）確定調(diào)理電路參數(shù)R1R7、C1、C2(設(shè)R1=R3，R4=R5，R

2、6=R7) 由PT100的TRT的關(guān)系（即溫度與電阻的關(guān)系）可知，當(dāng)溫度變化0.1時(shí)，RT的變化值RT約為0.04，電橋測(cè)溫電路輸出電壓變化值V0.1為,8,VCC為3.3V，在0100范圍內(nèi)，當(dāng)T=100時(shí)，RT138.5，V0.1最小，即V0.10.23202mV；AD轉(zhuǎn)換器能夠識(shí)別的最小輸入電壓Vinmin為,9,由以上分析可以看出，如果信號(hào)不放大，A/D轉(zhuǎn)換器將不能識(shí)別V0.1。因此必須對(duì)測(cè)溫電橋的輸出電壓放大，其最小放大倍數(shù)Aumin為 A/D滿負(fù)載時(shí)（輸出FFFFH），Vinmax=VREF；當(dāng)溫度為100時(shí)，PT100的阻值RT138.5，設(shè)RS3=RT0=100（RT0為0時(shí)P

3、T100的阻值），則有V1000.08071V。,10,調(diào)理電路的最大放大倍數(shù)Aumax為 因此，調(diào)理電路總的電壓放大倍數(shù)Au應(yīng)滿足14Au40.9。實(shí)際應(yīng)用中?？紤]到放大電路的穩(wěn)定性，綜合各方面的因素，取調(diào)理電路總的電壓放大倍數(shù)Au=31。,11,將Au代入放大倍數(shù)公式，考慮到電阻的標(biāo)稱值，令R2=1k，R1=R3， 則有R1=R3=15k，取標(biāo)稱值R1=R310k。 R4=R5=R6=R7=1K。,12,（4）低通濾波器參數(shù)的確定 U1、R1、R2、R3、C1、C2等組成有源低通濾波器，它們用于濾除工頻信號(hào)的干擾，同時(shí)必須滿足ADC采樣定理（即乃奎斯特采樣定理）。由于溫度信號(hào)為直流信號(hào)，考

4、慮到濾波效果，取低通濾波器的截止頻率均為fc=10Hz。令C1=C2，則有,13,（4）低通濾波器參數(shù)的確定 U1、R1、R2、R3、C1、C2等組成有源低通濾波器，它們用于濾除工頻信號(hào)的干擾，同時(shí)必須滿足ADC采樣定理（即乃奎斯特采樣定理）。由于稱重信號(hào)為直流信號(hào)，AD7798的采樣率可設(shè)置為33.3Hz，考慮到濾波效果，取低通濾波器的截止頻率均為fc=10Hz。令C1=C2，則有 取標(biāo)稱值C1=C2=2F。,14,為了減少外界溫度測(cè)溫結(jié)果的影響，各電阻（如R1、R2、R3、R4、R5、R6）的溫度系數(shù)必須很小。工程應(yīng)用中，一般采用溫度系數(shù)為5ppm的塑封電阻，同時(shí)應(yīng)選用溫度系數(shù)小的運(yùn)算放大器。,15,（3）ADC與CPU電路,注意事項(xiàng),ADC的注意事項(xiàng) MCU的注意事項(xiàng),16,（4）測(cè)溫電路的非線性校正,非線性校正的原因 非線性校正的原理,17,（4）測(cè)溫電路的非線性校正,分段線性插值校正原理,步驟： 1）獲取樣本(T1, U1); (T2, U2); (Ti, Ui); 2) 利用分段