Conception du système de mesure de la température de résistance thermique en platine PT100

La mesure et le contrôle de la température sont des sujets extrêmement importants dans tous les aspects de l'industrie, de l'agriculture, de la recherche scientifique, de la défense nationale et de la vie quotidienne des gens. Les systèmes de mesure de la température sont largement utilisés dans la conception du système de micro-ordinateurs mony-puce. Selon les différentes exigences de conception des systèmes de micro-ordinateurs à puce, la conception des systèmes de mesure de la température est également différente. Certains utilisent des puces intégrées et certains utilisent des dispositifs de source de courant constant et des dispositifs source de tension constante. Ce système utilise une résistance thermique PT100 Platine comme élément d'acquisition de signal de température pour concevoir un système de mesure de la température.
1 principe de travail de base
La résistance de la résistance thermique PT100 Platinum change avec le changement de température. Cette fonction est utilisée pour collecter les signaux de température et convertir les signaux collectés en signaux de tension; Ensuite, ils sont convertis en signaux numériques via A / D et lus par le système de micro-ordinateur à puce; Le système de micro-ordinateur à puce unique identifie et traite les signaux numériques de lecture et les convertit en signaux numériques correspondant à la température, et enfin la valeur de température de sortie est affichée par l'affichage LCD.
2 conception matérielle
Le matériel comprend principalement cinq composants: circuit source de courant constant, amplificateur de tension, circuit d'interface de conversion A / D, circuit d'isolement optocoupleur et circuit d'affichage LCD.
2.1 circuit source de courant constant
Le circuit source de courant constant est illustré à la figure 1. La puce OP07 est un amplificateur opérationnel, qui forme un circuit source de courant constant avec 5 résistances, en sortant un courant de travail de 1 mA à VIN +. Sur la figure, dGND =5 v, vmc =0 v, et il y a 4 nœuds, à savoir net1, net2, net3 et net4. Soit le courant qui coule à travers R110 soit IA, et le courant circulant à travers R114 est IB, dans MA, et les deux directions sont vers la droite.
Selon l'Open Virtual Open et Virtual de l'ampli OP, nous avons l'équation:
DGND- (R 111+ R110) × IA + R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ R112) - (VDGND-R111 × IA) =0
En substituant les données, nous avons:
5- (10+1) × ia +1 × ib -2 × ((5-10 × ia) ／ 10) - (5-10 × ia) =0}
Il peut être calculé que IA + IB =1, et IA + IB est le courant I requis, qui est 1 mA.
Selon l'équation, pour obtenir IA + IB comme constante, il doit satisfaire:
R113×R111／R112-R110=R114
Par conséquent, la condition pour que ce circuit devienne une source de courant constante est:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Si R 111= R112, alors r 110+ r 114= R113 doit être. À l'heure actuelle, la valeur de courant constant est i=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Parmi eux, J110 est utilisé pour connecter la résistance thermique PT100 Platine.

2.2 Circuit d'amplification de tension et d'interface de conversion A / D
La sortie de tension à partir d'une extrémité de la résistance thermique PT100 Platinum est très petite. S'il est directement connecté au convertisseur A / D, l'écart de données de conversion est important; Ainsi, dans cette conception, la sortie de tension à partir d'une extrémité de la résistance thermique PT100 Platinum est amplifiée 10 fois et connectée au suiveur de tension, puis une conversion A / D est effectuée, de sorte qu'un meilleur effet de conversion peut être obtenu, comme illustré à la figure 2. L'amplificateur de précision ina118 et la valeur de référence de la tension MC1403 forment un circuit d'amplificat de la résistance thermique PT100 Platinum; Win- est la sortie de valeur de tension par la source de tension de référence MC1403; Vout est la valeur de tension de sortie après amplification. La formule de calcul est: vout=g × ((vin +) - (vin-)), où la taille de g est déterminée par la résistance R120, g =1+50 kΩ ／ R120. La puce OPA277 et la résistance périphérique forment un suiveur de tension.