- 通常使用惠斯通電橋法電路來(lái)測(cè)量需要測(cè)定的電阻值；
- 由于之前未想到使用惠斯通電橋方法來(lái)測(cè)量捺球，所以實(shí)際項(xiàng)目中采取的是一種普通方式。
一夕冲、使用惠斯通電橋測(cè)溫方案
這中方案一個(gè)好處是MCU只需要采集一個(gè)量就可以計(jì)算出溫度氮兵，顯然采集的目標(biāo)變量越少，所得結(jié)果顯示會(huì)越穩(wěn)定歹鱼。
- PT100是正溫度系數(shù)的熱敏電阻泣栈，隨著溫度的升高，電阻的阻值變大，在0度時(shí)其阻值為100歐姆南片。
- PT100之所以應(yīng)用很廣泛掺涛，不僅僅是因?yàn)闇y(cè)溫范圍比較寬更因?yàn)樗木€性度非常好，也就是溫度每升高一度疼进，其電阻升高的值基本一致薪缆，約0.38-0.39歐姆對(duì)應(yīng)1度，基本上取0.3851Ω/℃伞广。
- 由于電橋出來(lái)的信號(hào)是差分信號(hào)且信號(hào)較小拣帽，所以要通過(guò)差分運(yùn)放將其放大后再送入單片機(jī)進(jìn)行AD采集，本方案選用AD623作為差分運(yùn)放芯片嚼锄，這是一顆軌到軌的運(yùn)放减拭，即能輸出的最大電壓為供電電壓。
做方案時(shí)要考慮如下幾個(gè)問(wèn)題：
- 測(cè)溫范圍是多少区丑，這決定了其他三個(gè)電阻的阻值該如何選扰》唷；
- 運(yùn)放沧侥、單片機(jī)的供電電壓是多少既们，這決定了運(yùn)放的放大倍數(shù)如何設(shè)計(jì)即最大輸出不能超過(guò)單片機(jī)的AD參考電壓。
本方案的測(cè)溫范圍為0-200℃正什，單片機(jī)供電電壓為3.3V啥纸，設(shè)計(jì)電路圖如下：
通過(guò)電路圖可以看出如下幾個(gè)問(wèn)題：
- 運(yùn)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(cè)婴氮； - 電阻R2=82Ω斯棒，即當(dāng)PT100也為82Ω時(shí)，電橋平衡主经，差分電壓為0荣暮；
- 運(yùn)放能輸出的最大電壓為3.3V，放大倍數(shù)為31.3倍罩驻，所以最大的輸入電壓為3300/31.3=105.4mV穗酥，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惠遏，即R1最大為（2500-2296）*2000/2296=177.7Ω砾跃；
- 通過(guò)以上計(jì)算即可得出，R1的變化范圍為(82-177.7)Ω节吮，即測(cè)溫范圍為(-43~205)攝氏度抽高，滿足測(cè)溫范圍為(0-200)℃的要求。
- 電路設(shè)計(jì)完成后透绩，就可以變成寫程序?qū)崿F(xiàn)溫度的采集了翘骂。
附溫度-阻值對(duì)應(yīng)表：
二壁熄、普通測(cè)量方法
PT100采樣電路
- P5端口為四線制的PT100接口，實(shí)際使用中碳竟，接的是三線制的PT100草丧，也就是Drv+和SEN+接在一起；
- AD623是一個(gè)軌到軌的放大器莹桅，R22=10K,放大倍數(shù)為G=（1+100/10）=11倍昌执；也就是Vpin_in1的測(cè)量值是PT100兩端電壓放大11倍后的值；
- 再使用一路ADC采樣端口PIN_IN2统翩，那么由Vpin_in2和R26=1K，即可算出流過(guò)PT100的電流;
- PT100電阻溫度系數(shù)k=0.385Ω/°C;當(dāng)其阻值R=100°C時(shí),表示溫度值為0°C,每升高1°C其阻值增加0.385Ω此洲；
- 需要注意R17厂汗，R26電阻值的選取，具體選取方法見(jiàn)參考文檔呜师。
采樣值計(jì)算過(guò)程
- Ipt=Vpin_in2/1000;
- Rpt=Vpin_in1/(Ipt*11);
- T=(Rpt-100)/0.385;
- 為了顯示方便在實(shí)際項(xiàng)目中把T放大10倍得到的最后結(jié)果就是Ta=10T=((2361*Vpin_in1)/(Vpin_in2)-2597娶桦。
程序處理過(guò)程
TMonitor[m]=(((2361*ADC_SmoothCount[2*m])/(ADC_SmoothCount[2*m+1])-2597)+TemperaSet[m+4])- 具體程序?qū)崿F(xiàn)代碼見(jiàn)本人博客----《ADC多路采樣與穩(wěn)定顯示》。
參考文檔
