PT100 백금 열 저항 온도 측정 시스템 설계

온도 측정 및 통제는 산업, 농업, 과학 연구, 국방 및 사람들의 일상의 모든 측면에서 매우 중요한 주제입니다. 온도 측정 시스템은 단일 칩 마이크로 컴퓨터 시스템 설계에서 널리 사용됩니다. 단일 칩 마이크로 컴퓨터 시스템의 다양한 설계 요구 사항에 따르면 온도 측정 시스템의 설계도 다릅니다. 일부는 통합 칩을 사용하고 일부는 상수 전류 소스 장치 및 일정한 전압 소스 장치를 사용합니다. 이 시스템은 온도 측정 시스템을 설계하기위한 온도 신호 획득 요소로 PT100 백금 열 저항을 사용합니다.
1 기본 작업 원칙
PT100 백금 열 저항의 저항은 온도 변화에 따라 변화합니다. 이 기능은 온도 신호를 수집하고 수집 된 신호를 전압 신호로 변환하는 데 사용됩니다. 그런 다음 A/D를 통해 디지털 신호로 변환되고 단일 칩 마이크로 컴퓨터 시스템에 의해 읽습니다. 단일 칩 마이크로 컴퓨터 시스템은 읽기 디지털 신호를 식별하고 처리하여 온도에 해당하는 디지털 신호로 변환하며, 마지막으로 출력 온도 값은 LCD 디스플레이로 표시됩니다.
2 하드웨어 설계
하드웨어에는 주로 상수 전류 소스 회로, 전압 증폭기, A/D 변환 인터페이스 회로, Optocoupler Display Circuit 및 LCD 디스플레이 회로의 5 가지 구성 요소가 포함됩니다.
2.1 상수 전류 소스 회로
상수 전류 소스 회로는 그림 1에 나와 있습니다. ChIP OP07은 작동 증폭기이며, 이는 5 개의 저항을 갖는 일정한 전류 소스 회로를 형성하여 Vin+에서 1 Ma의 작동 전류를 출력합니다. 그림에서, dgnd =5 v, vmc =0 v, 4 개의 노드, 즉 net1, net2, net3 및 net4가 있습니다. R110을 통해 흐르는 전류가 IA가되고, R114를 통해 흐르는 전류는 MA에서 IB이며, 양방향은 오른쪽에 있습니다.
OP AMP가 부족한 가상 오픈 및 가상에 따르면, 우리는 다음과 같습니다.
dgnd- (r {111+ r110) × IA+R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ r112)-(vdgnd-r111 × IA) =0
데이터를 대체하면 다음과 같습니다.
5- (10+1) × IA +1 × IB -2 × ((({5-10 × IA) ／ 10)-(5-10 × IA) {8}}
IA+IB =1 및 IA+IB가 필요한 전류 I, (1 MA)라고 계산할 수 있습니다.
방정식에 따르면, IA+IB를 일정하게 얻으려면 다음과 같이해야합니다.
R113×R111／R112-R110=R114
따라서이 회로가 일정한 전류 소스가되는 조건은 다음과 같습니다.
R111／R112=(R110+R114)／R113
r 111= r112 인 경우 r 110+ r 114= r113은 있어야합니다. 현재 상수 전류 값은 i=dgnd × r113 ／ r112 ／ r114입니다.
그 중에서 J110은 PT100 백금 열 저항기를 연결하는 데 사용됩니다.

2.2 전압 증폭 및 A/D 변환 인터페이스 회로
PT100 백금 열 열 저항의 한쪽 끝에서 전압 출력은 매우 작습니다. A/D 변환기에 직접 연결된 경우 변환 데이터 편차가 큽니다. 따라서이 설계에서 PT100 플래티넘 열 저항의 한쪽 끝으로부터의 전압 출력은 10 회 증폭되고 전압 추종자에 연결된 다음 A/D 변환이 수행되므로도 2에 도시 된 바와 같이 더 나은 전환 효과를 얻을 수있다. PT100 백금 열 저항의 끝; 기준 전압 소스 MC1403에 의한 전압 값 출력입니다. VOUT는 증폭 후 출력 전압 값입니다. 계산 공식은 다음과 같습니다. ChIP OPA277 및 주변 저항은 전압 추종자를 형성합니다.