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漲姿勢!PT100溫度采集電路設(shè)計

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樓主
ID:117358 發(fā)表于 2016-4-30 05:20 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
PT100是正溫度系數(shù)的熱敏電阻,顧名思義,隨著溫度的升高,電阻的阻值變大;相反,如果隨著溫度的升高,電阻的阻值變小,就是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。之所以叫做PT100,是因為在0度時其阻值為100歐姆。

PT100之所以應(yīng)用很廣泛,不僅僅是因為測溫范圍比較寬寬更因為它的線性度非常好,也就是溫度每升高一度,其電阻升高的值基本一致,約0.38-0.39歐姆對應(yīng)1度。

上一節(jié)講過,通過惠斯通電橋可以測量某個橋臂電阻的變化情況,那么本方案就利用電橋來設(shè)計PT100的溫度采集方案。由于電橋出來的信號是查分信號且信號較小,所以要通過差分運放將其放大后再送入單片機進行AD采集,本方案選用AD623作為差分運放芯片,這是一顆軌到軌的運放,即能輸出的最大電壓為供電電壓。

做方案時要考慮如下幾個問題:

A.  測溫范圍是多少,這決定了其他三個電阻的阻值該如何選;

B.  運放、單片機的供電電壓是多少,這決定了運放的放大倍數(shù)如何設(shè)計,即最大輸出不能超過單片機的AD參考電壓;

本方案的測溫范圍為0-200℃,單片機供電電壓為3.3V,設(shè)計電路圖如下:



通過電路圖可以看出如下幾個問題:

A.  運放的增益電阻R51為3.3K,即放大倍數(shù)為G=(1+100/3.3)=31.3,具體詳情可參考AD623的數(shù)據(jù)手冊;

B.  電阻R2=82Ω,即當(dāng)PT100也為82Ω時,電橋平衡,差分電壓為0;

C.  運放能輸出的最大電壓為3.3V,放大倍數(shù)為31.3倍,所以最大的輸入電壓為3300/31.3=105.4mV,R5兩端的電壓為固定值V2=2.5×2000/2082=2401.5mV,那么R4兩端能輸出電壓為(2401.5-105.4)mV=2296.1mV,即R1最大為(5000/2.296)-2000=177.7Ω;

通過以上計算即可得出,R1的變化范圍為(82-177.7)Ω,即測溫范圍為(-43~205)攝氏度,滿足測溫范圍為(0-200)℃的要求。

電路設(shè)計完成后,就可以變成寫程序?qū)崿F(xiàn)溫度的采集了。

附溫度-電阻對應(yīng)表:


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沙發(fā)
ID:326025 發(fā)表于 2018-5-13 00:24 | 只看該作者
R1最大為(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
這5000是什么東西 沒看懂這公式
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板凳
ID:91234 發(fā)表于 2018-11-20 08:44 | 只看該作者
hygo 發(fā)表于 2018-5-13 00:24
R1最大為(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
這5000是什么東西 沒看懂這公式

兄弟,弄懂了嗎?
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地板
ID:439266 發(fā)表于 2018-12-4 15:29 | 只看該作者
我看懂了,
R5兩端的電壓為固定值V2=2.5×2000/2082=2401.5mV
                                      2.5×R5/R2=2401.5MV
R4兩端能輸出電壓為(2401.5-105.4)mV=2296.1mV
                                      2.5×R4/PT100=2296.1
                                      PT100=2.5×R4/2296.1
                                               =2.5*2000/2296.1
                                               =5000/2296.1
                                   
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5#
ID:439266 發(fā)表于 2018-12-4 15:33 | 只看該作者
2.5×R4/R1=2296.1mV
2.5×2000/2296.1mv=R1
由此得出
(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
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6#
ID:93227 發(fā)表于 2019-3-8 22:49 | 只看該作者
誤差比較大
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7#
ID:414645 發(fā)表于 2019-3-12 00:35 | 只看該作者
我能說這個電路有問題嗎,你們有誰按照這個電路畫板了,沒問題???。。!
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8#
ID:149799 發(fā)表于 2019-3-12 08:27 | 只看該作者
分析計算的很好
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9#
ID:153804 發(fā)表于 2019-3-13 08:32 | 只看該作者
HPFHPF123 發(fā)表于 2019-3-12 00:35
我能說這個電路有問題嗎,你們有誰按照這個電路畫板了,沒問題???!。!

有什么問題,我看很多人都說這樣會有問題但是不知道會什么情況,還沒畫線路板
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10#
ID:519621 發(fā)表于 2019-4-23 15:25 | 只看該作者
電路有問題,AD623用3.3V供電這個電路沒法工作,將單極性供電電源提高到5V,可以工作,具體可以到analog網(wǎng)站用工具模擬一下,看一下結(jié)果
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11#
ID:519621 發(fā)表于 2019-4-23 16:20 | 只看該作者
電路有問題,3.3V供電無法工作
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12#
ID:421308 發(fā)表于 2019-7-12 12:14 | 只看該作者
有stm32的源程序嗎
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13#
ID:287818 發(fā)表于 2020-2-22 21:59 | 只看該作者
hygo 發(fā)表于 2018-5-13 00:24
R1最大為(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
這5000是什么東西 沒看懂這公式

MV與V的切換
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14#
ID:829168 發(fā)表于 2020-10-13 17:35 | 只看該作者
如何根據(jù)PT100測溫范圍確定橋電路其他三個電阻的阻值,測溫范圍-20-120,測溫精度0.1,電壓3.3V
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15#
ID:125430 發(fā)表于 2021-3-31 15:23 | 只看該作者
sudachh 發(fā)表于 2020-10-13 17:35
如何根據(jù)PT100測溫范圍確定橋電路其他三個電阻的阻值,測溫范圍-20-120,測溫精度0.1,電壓3.3V

0.1的話,這個電路肯定達不到這么高的精度!
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