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,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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