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標題: PT100溫度檢測電路以及標定參數(shù)計算無圖版 [打印本頁]

作者: 小高霸氣 時間: 2021-5-7 10:10
標題: PT100溫度檢測電路以及標定參數(shù)計算無圖版
PT100信號處理電路
我設(shè)計該電路時，我做了以下的考慮：
1) R5參數(shù)的選擇
測試溫度范圍定為：-40°C~200°C，對應(yīng)PT100的阻值為：87Ω~165Ω。
在該范圍內(nèi)，運放同相端的電壓都應(yīng)該大于反向端的電壓，所以將R5選為82Ω 1%。
2)基準電壓的選擇
理想的做法是用精密穩(wěn)壓源如TL431提供基準電壓，考慮到檢測油溫的主要目的是保護而非測量。
只需要做到5%的測試精度即可，由AMS1117穩(wěn)壓器提供的電源在全溫度范圍內(nèi)可以達到2%的精度，根據(jù)推算，檢測的溫度精度與基準電壓為1:1的關(guān)系，滿足5%的精度要求。
3)電阻R2以及R7的選擇
由于選擇的運放為普通的運放，其輸入失調(diào)電壓為mV級，為了避免輸入失調(diào)電壓對檢測造成影響。運放同相端和反相端的輸入電壓至少達到幾十mV的數(shù)量級。
所以R2，R7選為1K 1%，在PT100的阻值為87Ω時，同相端的電壓可以達到265mV。
4)反饋電阻R1的選擇
為了保證測試精度，減少A/D采樣的分辨率對精度的影響。
需要盡可能地放大輸入信號，當(dāng)PT100的阻值為165Ω時，盡量將電壓放大至2-3V之間，綜合考慮之后，將R1選為100K 1%。
當(dāng)PT100的阻值為165Ω時，運放的輸出電壓可以達到2.65V。
5)一些保護措施
在PT100輸入端口并上TVS以及104的電容，TVS可以對輸入電壓進行鉗位，從而保護運放以及電源。
104的電容可以過濾一些高頻干擾，也可以起到防靜電的作用；
運放的最大輸出電壓高達其工作電壓-1.5V，當(dāng)串入干擾或者接錯線時，這個電壓完全可以損壞DSP。
因此，在DSP的A/D輸入口通過二極管D3上拉到電源電壓過壓保護。
我順便問一個問題，可以采用穩(wěn)壓二極管進行保護嗎？歡迎網(wǎng)友在評論區(qū)參與討論。
同時，并上104電壓C2，與R3構(gòu)成低通濾波電路濾除高頻干擾，也可以起到加快對A/D采樣的采樣電容的充電，降低采樣時間，保證采樣速度的作用。
測量數(shù)據(jù)的標定也是一個技術(shù)活；。
所謂標定就是DSP將采樣到的A/D數(shù)值根據(jù)公式轉(zhuǎn)換為溫度值的過程。
為此，我用excel對數(shù)據(jù)進行了理論處理，如下：
標定參數(shù)表
其思路如下：
溫度值->PT100電阻值->運放同相端電壓值->運放反相端電壓值->運放輸出端電壓值->A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值。
溫度值每隔10度取一個點，從而可以得到A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值和溫度值的對應(yīng)關(guān)系表。
采用excel的函數(shù)SLOPE以及INTERCEPT計算出A/D轉(zhuǎn)換與溫度值的線性關(guān)系的斜率k以及截距b。
將斜率k以及截距b保存至DSP中，DSP完成A/D采樣之后，從其存儲空間中讀出斜率k及截距b。
通過公式T=k*ad+b即可以算出溫度值。
最后補充一點，由于R2，R7的值比較小，并沒有遠大于PT100的電阻。
所以其線性度比較差，可以采用分段線性化標定的方法進行修正。

作者: 小高霸氣 時間: 2021-5-7 10:17

作者: 51hei團團 時間: 2021-5-7 17:21
能編輯上傳一下圖片嗎?

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