PT100プラチナ熱抵抗温度測定システムの設計

温度測定と制御は、産業、農業、科学研究、国防、人民生活のあらゆる面で非常に重要なトピックです。温度測定システムは、シングルチップマイクロコンピューターシステム設計で広く使用されています。シングルチップマイクロコンピューターシステムのさまざまな設計要件によると、温度測定システムの設計も異なります。統合チップを使用するものもあれば、定数電源デバイスと定数電圧ソースデバイスを使用するものもあります。このシステムは、温度測定システムを設計するために、温度信号取得要素としてPT100プラチナ熱抵抗器を使用します。
1基本的な作業原則
PT100プラチナ熱抵抗の抵抗は、温度の変化に伴い変化します。この機能は、温度信号を収集し、収集された信号を電圧信号に変換するために使用されます。次に、A/Dを介してデジタル信号に変換され、シングルチップマイクロコンピューターシステムによって読み取られます。シングルチップマイクロコンピューターシステムは、読み取りデジタル信号を識別および処理し、それらを温度に対応するデジタル信号に変換し、最後に出力温度値はLCDディスプレイによって表示されます。
2ハードウェア設計
ハードウェアには、主に5つのコンポーネントが含まれています：定電源回路、電圧アンプ、A/D変換インターフェイス回路、オプトカプラー分離回路、LCDディスプレイ回路。
2.1定電源回路
定電流回路を図1に示します。CHIPOP07は動作アンプであり、5つの抵抗器を持つ定電源回路を形成し、VIN+で1 MAの作業電流を出力します。図では、dgnd =5 v、vmc =0 v、つまりNet1、Net2、Net3、およびNet4の4つのノードがあります。 r110を介して流れる電流をiaにし、r114を介して流れる電流はマサチューセッツ州で、両方の方向が右にあります。
OP AMPの仮想オープンで仮想的なショートによると、式があります。
dgnd-（r 111+ r110）×ia+r114×ib-r113×（（dgnd-r111×ia）／r112） - （vdgnd-r111×ia）=0}}
データを置き換えると、次のことがあります。
5-（10+1）×ia +1}×ib -2}×（（5-10}×ia） - （5-10}××ia）=0}
IA+Ib {=1、およびIA+IBが必要な電流Iであると計算できます。
方程式によれば、IA+IBを定数として取得するには、満たす必要があります。
R113×R111／R112-R110=R114
したがって、この回路が一定の電流源になる条件は次のとおりです。
R111／R112=(R110+R114)／R113
r 111= r112の場合、r 110+ r 114= r113が必要です。現時点では、定電流値はI=dgnd×r113 ／ r112 ／ r114です。
その中で、J110はPT100プラチナサーマル抵抗器を接続するために使用されます。

2.2電圧増幅およびA/D変換インターフェイス回路
PT100プラチナサーマル抵抗の一端からの電圧出力は非常に少ないです。 A/Dコンバーターに直接接続されている場合、変換データ偏差は大きいです。したがって、この設計では、PT100プラチナ熱抵抗器の一端からの電圧出力が10回増幅され、電圧フォロワーに接続され、A/D変換が実行されるため、図2に示すように、より良い変換効果が得られます。 PT100プラチナ熱抵抗器の。 Win-は、参照電圧ソースMC1403による電圧値出力です。 Voutは、増幅後の出力電圧値です。計算式は次のとおりです。vout= g×（（vin+） - （vin-））。ここで、gのサイズは抵抗R120、g =1+50 kΩ／ r120によって決定されます。チップOPA277と末梢抵抗器は電圧フォロワーを形成します。