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一種基于鉑熱電阻的高精度測溫裝置的設計

作者: 時間:2010-11-18 來源:網(wǎng)絡 收藏

  摘要:設計了一種基于的高精度測溫裝置,該裝置以為控制核心,采用熱電阻檢測目標的溫度信息,利用軟件編程完成溫度信息的計算處理及系統(tǒng)功能實現(xiàn),并通過LED顯示相應測量數(shù)據(jù)。該裝置具有溫度數(shù)據(jù)顯示、工作模式選擇、無線通信等功能。

  0 引言

  在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中,溫度是需要測量和控制的重要參數(shù)之一,物體的許多物理現(xiàn)象和化學性質都與溫度有關,許多生產(chǎn)過程都是在一定的溫度范圍內進行的,需要測量和控制溫度,因此的場合極其廣泛。熱電阻是工程上應用廣泛的溫度,使用最多的溫度零攝氏度標稱中阻值為100Ω和10Ω,電阻變化系數(shù)為0.003851。溫度傳感器精度高、穩(wěn)定性好,應用溫度范圍廣,是中低溫區(qū)最常用的一種溫度傳感器,不僅廣泛用于工業(yè)測溫,而且被制成各種標準溫度計供計量和校準使用。

  該裝置結合和傳感器技術,采用AD517及ADSlllO芯片和EL-700鉑熱電阻設計了一種具有無線發(fā)射與接收模塊的高精度測溫裝置。該裝置既可以單機工作,利用來實現(xiàn)信號檢測、處理及顯示。又可以利用無線收發(fā)模塊實現(xiàn)系統(tǒng)與計算機的無線通信,利用計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、處理及打印。該測溫系統(tǒng)設計簡單,具有較高測溫分辨率及友好的人機界面,試驗數(shù)據(jù)表明,系統(tǒng)具有較高的測量精度。

  1 硬件設計

  1.1 熱電阻的測溫電路

  熱電阻的測溫電路如圖1所示,該電路由毫安級恒流源產(chǎn)生電路、差分運算電路和AD517芯片組成。該電路采用兩個完全相同的毫安級恒流源分別給熱電阻RT和標準參考電阻Rf供電。在恒流源電路中,VD1和VD2為帶溫度補償?shù)姆€(wěn)壓二極管,四個PNP型的三極管T1、T2、T3和T4組成了兩個PNP型復合管,其目的是為了提高放大器的增益,減小誤差,以便提高恒流源的穩(wěn)定度。恒流源與RT和Rf(Rf取為Rf=100Ω)與地組成的電路產(chǎn)生的電壓作為差分運算電路的輸入信號,根據(jù)電路的組成,可以得到差分運算電路的輸出電壓是與熱電阻的阻值成正比的,通過選擇合適的元器件參數(shù)把該裝置的測溫范圍設置為0~120℃。該測溫電路的AD517芯片為高精度、低溫漂的單片集成運算放大器,ADSlllO是業(yè)界最小封裝的6位△一∑型及輸入電壓范圍為0~2.048V的模數(shù)轉換芯片。測溫電路中AD517的作用是將差分運算電路的輸出電壓調整到一個合適的范圍,以方便后面的ADSlll0進行模數(shù)轉換。圖中R9:和R10為比例放大電阻,RP為集成運放AD517的調零電阻,典型值為20kΩ。經(jīng)過放大電路調整后的輸出電壓典型值為Uo,即可作為ADSlll0輸入電壓,經(jīng)過A/D轉換成數(shù)字信號之后送入單片機中進行處理。


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