涨姿势！PT100温度采集电路设计 -

标题: 涨姿势！PT100温度采集电路设计 [打印本页]

作者: 51黑uu 时间: 2016-4-30 05:20
标题: 涨姿势！PT100温度采集电路设计
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：

作者: hygo 时间: 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

作者: 等不到忘不了 时间: 2018-11-20 08:44

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？

作者: qq41045919 时间: 2018-12-4 15:29
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

作者: qq41045919 时间: 2018-12-4 15:33
2.5×R4/R1=2296.1mV
2.5×2000/2296.1mv=R1
由此得出
（5000/2.296）-2000=177.7Ω；

作者: mhx321 时间: 2019-3-8 22:49
误差比较大

作者: HPFHPF123 时间: 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？？？！！！！

作者: 王秋冬 时间: 2019-3-12 08:27
分析计算的很好

作者: 影烛光 时间: 2019-3-13 08:32

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

作者: li-qy 时间: 2019-4-23 15:25
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

作者: li-qy 时间: 2019-4-23 16:20
电路有问题，3.3V供电无法工作

作者: xiaozhong1314 时间: 2019-7-12 12:14
有stm32的源程序吗

作者: heart请问 时间: 2020-2-22 21:59

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

作者: sudachh 时间: 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

作者: jeffery_wang 时间: 2021-3-31 15:23

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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