pt100温度测量与控制电路设计实例.ppt

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PT100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≈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R1、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 谢 谢！ 放映结束 感谢各位批评指导！ 让我们共同进步