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涨姿势!PT100温度采集电路设计

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楼主
ID:117358 发表于 2016-4-30 05:20 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
PT100是正温度系数的热敏电阻,顾名思义,随着温度的升高,电阻的阻值变大;相反,如果随着温度的升高,电阻的阻值变小,就是负温度系数的热敏电阻。之所以叫做PT100,是因为在0度时其阻值为100欧姆。

PT100之所以应用很广泛,不仅仅是因为测温范围比较宽宽更因为它的线性度非常好,也就是温度每升高一度,其电阻升高的值基本一致,约0.38-0.39欧姆对应1度。

上一节讲过,通过惠斯通电桥可以测量某个桥臂电阻的变化情况,那么本方案就利用电桥来设计PT100的温度采集方案。由于电桥出来的信号是查分信号且信号较小,所以要通过差分运放将其放大后再送入单片机进行AD采集,本方案选用AD623作为差分运放芯片,这是一颗轨到轨的运放,即能输出的最大电压为供电电压。

做方案时要考虑如下几个问题:

A.  测温范围是多少,这决定了其他三个电阻的阻值该如何选取;

B.  运放、单片机的供电电压是多少,这决定了运放的放大倍数如何设计,即最大输出不能超过单片机的AD参考电压;

本方案的测温范围为0-200℃,单片机供电电压为3.3V,设计电路图如下:



通过电路图可以看出如下几个问题:

A.  运放的增益电阻R51为3.3K,即放大倍数为G=(1+100/3.3)=31.3,具体详情可参考AD623的数据手册;

B.  电阻R2=82Ω,即当PT100也为82Ω时,电桥平衡,差分电压为0;

C.  运放能输出的最大电压为3.3V,放大倍数为31.3倍,所以最大的输入电压为3300/31.3=105.4mV,R5两端的电压为固定值V2=2.5×2000/2082=2401.5mV,那么R4两端能输出电压为(2401.5-105.4)mV=2296.1mV,即R1最大为(5000/2.296)-2000=177.7Ω;

通过以上计算即可得出,R1的变化范围为(82-177.7)Ω,即测温范围为(-43~205)摄氏度,满足测温范围为(0-200)℃的要求。

电路设计完成后,就可以变成写程序实现温度的采集了。

附温度-电阻对应表:


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沙发
ID:326025 发表于 2018-5-13 00:24 | 只看该作者
R1最大为(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
这5000是什么东西 没看懂这公式
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板凳
ID:91234 发表于 2018-11-20 08:44 | 只看该作者
hygo 发表于 2018-5-13 00:24
R1最大为(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
这5000是什么东西 没看懂这公式

兄弟,弄懂了吗?
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地板
ID:439266 发表于 2018-12-4 15:29 | 只看该作者
我看懂了,
R5两端的电压为固定值V2=2.5×2000/2082=2401.5mV
                                      2.5×R5/R2=2401.5MV
R4两端能输出电压为(2401.5-105.4)mV=2296.1mV
                                      2.5×R4/PT100=2296.1
                                      PT100=2.5×R4/2296.1
                                               =2.5*2000/2296.1
                                               =5000/2296.1
                                   
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5#
ID:439266 发表于 2018-12-4 15:33 | 只看该作者
2.5×R4/R1=2296.1mV
2.5×2000/2296.1mv=R1
由此得出
(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
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6#
ID:93227 发表于 2019-3-8 22:49 | 只看该作者
误差比较大
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7#
ID:414645 发表于 2019-3-12 00:35 | 只看该作者
我能说这个电路有问题吗,你们有谁按照这个电路画板了,没问题???!!!!
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8#
ID:149799 发表于 2019-3-12 08:27 | 只看该作者
分析计算的很好
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9#
ID:153804 发表于 2019-3-13 08:32 | 只看该作者
HPFHPF123 发表于 2019-3-12 00:35
我能说这个电路有问题吗,你们有谁按照这个电路画板了,没问题???!!!!

有什么问题,我看很多人都说这样会有问题但是不知道会什么情况,还没画线路板
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10#
ID:519621 发表于 2019-4-23 15:25 | 只看该作者
电路有问题,AD623用3.3V供电这个电路没法工作,将单极性供电电源提高到5V,可以工作,具体可以到analog网站用工具模拟一下,看一下结果
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11#
ID:519621 发表于 2019-4-23 16:20 | 只看该作者
电路有问题,3.3V供电无法工作
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12#
ID:421308 发表于 2019-7-12 12:14 | 只看该作者
有stm32的源程序吗
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13#
ID:287818 发表于 2020-2-22 21:59 | 只看该作者
hygo 发表于 2018-5-13 00:24
R1最大为(5000/2.296)-2000=177.7Ω;
这5000是什么东西 没看懂这公式

MV与V的切换
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14#
ID:829168 发表于 2020-10-13 17:35 | 只看该作者
如何根据PT100测温范围确定桥电路其他三个电阻的阻值,测温范围-20-120,测温精度0.1,电压3.3V
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15#
ID:125430 发表于 2021-3-31 15:23 | 只看该作者
sudachh 发表于 2020-10-13 17:35
如何根据PT100测温范围确定桥电路其他三个电阻的阻值,测温范围-20-120,测温精度0.1,电压3.3V

0.1的话,这个电路肯定达不到这么高的精度!
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