PT100是正溫度系數(shù)的熱敏電阻,顧名思義,隨著溫度的升高,電阻的阻值變大;相反,如果隨著溫度的升高,電阻的阻值變小,就是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。之所以叫做PT100,是因?yàn)樵?/font>0度時(shí)其阻值為100歐姆。
PT100之所以應(yīng)用很廣泛,不僅僅是因?yàn)闇y(cè)溫范圍比較寬寬更因?yàn)樗木性度非常好,也就是溫度每升高一度,其電阻升高的值基本一致,約0.38-0.39歐姆對(duì)應(yīng)1度。 上一節(jié)講過(guò),通過(guò)惠斯通電橋可以測(cè)量某個(gè)橋臂電阻的變化情況,那么本方案就利用電橋來(lái)設(shè)計(jì)PT100的溫度采集方案。由于電橋出來(lái)的信號(hào)是查分信號(hào)且信號(hào)較小,所以要通過(guò)差分運(yùn)放將其放大后再送入單片機(jī)進(jìn)行AD采集,本方案選用AD623作為差分運(yùn)放芯片,這是一顆軌到軌的運(yùn)放,即能輸出的最大電壓為供電電壓。 做方案時(shí)要考慮如下幾個(gè)問(wèn)題: A. 測(cè)溫范圍是多少,這決定了其他三個(gè)電阻的阻值該如何選取; B. 運(yùn)放、單片機(jī)的供電電壓是多少,這決定了運(yùn)放的放大倍數(shù)如何設(shè)計(jì),即最大輸出不能超過(guò)單片機(jī)的AD參考電壓; 本方案的測(cè)溫范圍為0-200℃,單片機(jī)供電電壓為3.3V,設(shè)計(jì)電路圖如下: 
通過(guò)電路圖可以看出如下幾個(gè)問(wèn)題:
A. 運(yùn)放的增益電阻R51為3.3K,即放大倍數(shù)為G=(1+100/3.3)=31.3,具體詳情可參考AD623的數(shù)據(jù)手冊(cè); B. 電阻R2=82Ω,即當(dāng)PT100也為82Ω時(shí),電橋平衡,差分電壓為0; C. 運(yùn)放能輸出的最大電壓為3.3V,放大倍數(shù)為31.3倍,所以最大的輸入電壓為3300/31.3=105.4mV,R5兩端的電壓為固定值V2=2.5×2000/2082=2401.5mV,那么R4兩端能輸出電壓為(2401.5-105.4)mV=2296.1mV,即R1最大為(5000/2.296)-2000=177.7Ω; 通過(guò)以上計(jì)算即可得出,R1的變化范圍為(82-177.7)Ω,即測(cè)溫范圍為(-43~205)攝氏度,滿足測(cè)溫范圍為(0-200)℃的要求。 電路設(shè)計(jì)完成后,就可以變成寫程序?qū)崿F(xiàn)溫度的采集了。 附溫度-電阻對(duì)應(yīng)表: 
|