pt100温度测量与控制电路设计实例.ppt

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1、温度测量与控制主要内容（1）测温电桥（2）调理电路（3）A/D与CPU电路（4）非线性校正（5）控制算法（6）控制电路（1）测温电桥测温电桥电路测温电桥电路设计注意事项拓扑结构关键电阻选择Pt100的最大电流（1）测温电桥的改进测温电桥电路改进（三线制）（2）调理电路设计（1）确定A/D转换器的位数（举例）要求：量程100度、最小分辨率0.1度，则A=100/0.1=1000，因此至少需要10位ADC，可选择MCU内部的ADC。（2）确定调理电路的结构（3）确定调理电路参数R1~R7、C1、C2(设R1=R3，R4=R5，R6=R7)由PT

2、100的T－RT的关系（即温度与电阻的关系）可知，当温度变化0.1℃时，RT的变化值ΔRT约为0.04Ω，电桥测温电路输出电压变化值ΔV0.1为VCC为3.3V，在0～100℃范围内，当T=100℃时，RT≈138.5Ω，ΔV0.1最小，即ΔV0.1≈0.23202mV；AD转换器能够识别的最小输入电压Vinmin为由以上分析可以看出，如果信号不放大，A/D转换器将不能识别ΔV0.1。因此必须对测温电桥的输出电压放大，其最小放大倍数Aumin为A/D满负载时（输出FFFFH），Vinmax=VREF；当温度为100℃时，PT100的阻值RT

3、≈138.5Ω，设RS3=RT0=100Ω（RT0为0℃时PT100的阻值），则有V100≈0.08071V。调理电路的最大放大倍数Aumax为因此，调理电路总的电压放大倍数Au应满足14≤Au≤40.9。实际应用中。考虑到放大电路的稳定性，综合各方面的因素，取调理电路总的电压放大倍数Au=31。将Au代入放大倍数公式，考虑到电阻的标称值，令R2=1kΩ，R1=R3，则有R1=R3=15kΩ，取标称值R1=R3≈10kΩ。R4=R5=R6=R7=1KΩ。（4）低通滤波器参数的确定U1、R1、R2、R3、C1、C2等组成有源低通滤波器，它们用

4、于滤除工频信号的干扰，同时必须满足ADC采样定理（即乃奎斯特采样定理）。由于温度信号为直流信号，考虑到滤波效果，取低通滤波器的截止频率均为fc=10Hz。令C1=C2，则有（4）低通滤波器参数的确定U1、R1、R2、R3、C1、C2等组成有源低通滤波器，它们用于滤除工频信号的干扰，同时必须满足ADC采样定理（即乃奎斯特采样定理）。由于称重信号为直流信号，AD7798的采样率可设置为33.3Hz，考虑到滤波效果，取低通滤波器的截止频率均为fc=10Hz。令C1=C2，则有取标称值C1=C2=2μF。为了减少外界温度测温结果的影响，各电阻（如R

5、1、R2、R3、R4、R5、R6）的温度系数必须很小。工程应用中，一般采用温度系数为5ppm的塑封电阻，同时应选用温度系数小的运算放大器。（3）ADC与CPU电路注意事项ADC的注意事项MCU的注意事项（4）测温电路的非线性校正非线性校正的原因非线性校正的原理（4）测温电路的非线性校正分段线性插值校正原理步骤：1）获取样本(T1,U1);(T2,U2);…;(Ti,Ui);2)利用分段线性插值公式，获得电压输出为ux时，Pt100测的温度。（5）控温电路注意事项电路（6）模糊温度控制方法原理控制方法