Detalles del diseno del circuito de medición de temperatura de resistencia térmica PT100 - diseno del diagrama del circuito
Este documento analiza el principio de funcionamiento y la base de diseño del circuito funcional, como la conversión de analógico a digital de acondicionamiento de señal de fuente de corriente constante en el sistema de medición de temperatura, y proporciona los parámetros del circuito. La temperatura es uno de los cuatro parámetros del proceso de producción química. El sensor de temperatura Pt100 se usa ampliamente para medir temperaturas por debajo de 650 ° C debido a su pequeño tamaño, alta precisión y buena estabilidad.
El sistema de medición de temperatura Pt100 utiliza el sistema en chip C8051F410 como núcleo de control. El diagrama de bloques principal del sistema se muestra en la Figura 1. Incluyendo el sistema en chip C8051F410 circuito de fuente de corriente constante circuito de adquisición de señal circuito de acondicionamiento de señal circuito de circuito de visualización circuito de botón y circuito de fuente de alimentación 7 componentes.
La fuente de corriente constante impulsa el sensor de temperatura Pt100 para convertir la señal de resistencia (80.31 a 280.98) en una señal de voltaje débil (0.08 a 0.28V). En el circuito de acondicionamiento de señal se convierte a 0 ~ 2. La señal de voltaje entre 2V, el sistema A / D en chip C8051F410 muestrea la señal de voltaje. De acuerdo con la tabla de índice Pt100 y la relación entre el voltaje de muestreo y la resistencia, el valor de temperatura medido exacto finalmente se obtiene mediante el procesamiento del software, y la cantidad digital correspondiente se envía al circuito de visualización para su visualización.
Diseño de circuito de hardware
Interfaz periférica básica del sistema en chip C8051F410
figura 2 C8051F410 circuito periférico básico
Circuito fuente de corriente constante
El circuito de activación de la fuente de corriente constante es responsable de controlar el sensor de temperatura Pt100 y de convertir su señal de resistencia de temperatura variable detectada en una señal de voltaje medible para realizar la conversión R-V. El circuito de fuente de corriente constante está compuesto por la resistencia de fuente de voltaje de referencia del amplificador operacional OP07 y el triodo. Para evitar la influencia del calor generado por la corriente de excitación, la fuente de corriente constante está diseñada para ser de 1 mA. La implementación específica se muestra en la Figura 3. VZ1 es un regulador de voltaje de 2.5V, es decir, U1-U3 = 2.5V; Según el principio del cortocircuito del amplificador operacional, el voltaje del terminal no inversor y el voltaje del terminal inversor del amplificador operacional OP07 son iguales, es decir, U2 = U3; Por lo tanto, el voltaje U1-U2 a través de la resistencia R31 = 2.5V; la corriente que fluye a través de R31 se puede calcular como 2. 5V / 2. 5K = 1 mA. De acuerdo con el principio de la desconexión virtual del amplificador operacional, se puede ver que la corriente que fluye a través de R31 fluirá casi todo al tubo compuesto sin fluir al extremo opuesto del amplificador operacional. La corriente de salida del colector del tubo compuesto es de 1 mA, que realiza el diseño de una fuente de corriente constante de alta precisión.
Figura 3 circuito de fuente de corriente constante
Puntos clave en el diseño:
El LM336 proporciona una referencia de voltaje de precisión de 2.5V; R31 es un resistor de alambre de precisión con buena estabilidad; El tubo compuesto compuesto por dos piezas de 9012 aumenta el valor del factor de amplificación actual, reduce el coeficiente de deriva de temperatura y estabiliza el valor actual constante.
Editar comentario:
Este artículo presenta brevemente el diseño del circuito de medición de temperatura RTD. El hardware del sistema de medición de temperatura utiliza un método de conexión de tres cables para eliminar la influencia de la resistencia del cable en los resultados de la medición. La señal de interferencia del sistema es suprimida por el circuito de filtro de hardware y el método de procesamiento de filtrado digital de software, que mejora en gran medida la precisión y la estabilidad del sistema de medición.
El sistema de medición de temperatura Pt100 utiliza el sistema en chip C8051F410 como núcleo de control. El diagrama de bloques principal del sistema se muestra en la Figura 1. Incluyendo el sistema en chip C8051F410 circuito de fuente de corriente constante circuito de adquisición de señal circuito de acondicionamiento de señal circuito de circuito de visualización circuito de botón y circuito de fuente de alimentación 7 componentes.
Diagrama de bloques del sistema
La fuente de corriente constante impulsa el sensor de temperatura Pt100 para convertir la señal de resistencia (80.31 a 280.98) en una señal de voltaje débil (0.08 a 0.28V). En el circuito de acondicionamiento de señal se convierte a 0 ~ 2. La señal de voltaje entre 2V, el sistema A / D en chip C8051F410 muestrea la señal de voltaje. De acuerdo con la tabla de índice Pt100 y la relación entre el voltaje de muestreo y la resistencia, el valor de temperatura medido exacto finalmente se obtiene mediante el procesamiento del software, y la cantidad digital correspondiente se envía al circuito de visualización para su visualización.
Diseño de circuito de hardware
Interfaz periférica básica del sistema en chip C8051F410
El sistema en chip C8051F410 es el núcleo de control de este sistema de medición de temperatura. Su circuito básico de interfaz periférica es un circuito auxiliar que garantiza el funcionamiento normal del sistema. Incluye circuitos periféricos básicos, como la interfaz de JATG, fuente de alimentación, desacoplamiento del filtro de referencia, reinicio de encendido requerido para la operación del sistema en chip C8051F410. como se muestra en la imagen 2.
figura 2 C8051F410 circuito periférico básico
Circuito fuente de corriente constante
Figura 3 circuito de fuente de corriente constante
Puntos clave en el diseño:
El LM336 proporciona una referencia de voltaje de precisión de 2.5V; R31 es un resistor de alambre de precisión con buena estabilidad; El tubo compuesto compuesto por dos piezas de 9012 aumenta el valor del factor de amplificación actual, reduce el coeficiente de deriva de temperatura y estabiliza el valor actual constante.
Editar comentario:
Este artículo presenta brevemente el diseño del circuito de medición de temperatura RTD. El hardware del sistema de medición de temperatura utiliza un método de conexión de tres cables para eliminar la influencia de la resistencia del cable en los resultados de la medición. La señal de interferencia del sistema es suprimida por el circuito de filtro de hardware y el método de procesamiento de filtrado digital de software, que mejora en gran medida la precisión y la estabilidad del sistema de medición.
