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温度度传感器PT100你需要知道的
来源: | 作者:agriculture-100 | 发布时间: 2021-04-21 | 1633 次浏览 | 分享到:

当我们进行智能家居工程时,常常会遇到温度的测量,温度是自然界中最重要的物理参数之一。不管是在各种实验场所,还是居民休闲场所,还是工业生产场所,温度的采集与控制都是非常频繁和重要的。因此温度传感器便显得非常重要,PT100就是其中之一。
PT100是温度系数为正的热敏电阻。[随温度升高,电阻阻值增大,即为正温度系数热敏电阻;反之,随温度升高,电阻阻值减小,即为负温度系数热敏电阻。]由于PT100热电阻的制作工艺不同,其测温范围也不一样,铂瓷热阻,可测量的温度范围最大,-200~800℃,现在已可达到-250~850℃。由于云母的特性,云母铂热电阻的测温范围为-200~420℃。由于其具有封装和制造的特点,薄膜铂电阻的测温范围为-50~500℃。
由于PT100的测量范围广(从零下几十度到零上几百度),而且其线性非常好,所以得到了广泛的应用。直白地说,电阻的阻值随着温度的每一次变化而上升的幅度大致相同。因为PT100热电阻的温度和阻值之间的关系,人们就利用它的这个特性来进行温度测量。
常规的PT100测量。
传统的用PT100测量温度的基本原理是,电流通过PT100,输出电压然后用ADC来测量电压,因为V=IR,如果电流是恒定的,通过测量电压的大小来测量温度。比如一个常见的在线P100电压采集放大电路:
线路输出电压范围在0.3~3.3V之间。前部为4.096V恒压源电路,后为桥式电压采样电路,后为电压放大电路。TL431产生的基准电压为4.096V的电桥电压。采用R9和R10作为电桥的两臂,将电桥输入信号传送到由运放组成的放大电路,并由单片机检测其输出电压值。
但该方法存在许多局限性,如TL431的精度、运放温漂、运放温放放大倍数的调整以适应3.3V、5V单片机、ADC的采集精度等,都会给温度测量带来误差。
二是用频率测量温度的方法。
本文提出了一种新的测量方法,电路的设计使输出频率与电阻值成正比,即F=KR(式中F是频率,K是常数,R是电阻值),通过测量频率从而达到PT100的阻值来测量温度,而测量频率的单片机只需要单片机有一个定时器和一个中断就可以了,此时单片机的所有资源基本上都是可用的(有些单片机不必有ADC)。
线路如下
利用RC振荡器实现温度测量电路。
这类电路的特点是:RC振荡电路把模拟量电阻转换成数字量频率(周期),不使用AD口,不需要电路放大,成本低,实用性强。
计量原则:
该电路为由LM393(U2-A)组成的RC振荡器。LM393是一个双电压比较器集成芯片。电压比较器的作用是比较两种电压的大小,它的特点如下:
②当“+”同向输入端电压大于“-”反向输入端电压时,比较器的输出为高电平;
2当“+”与“-”反向输入端电压相同时,电压比较器的输出为低电平;
利用单片机测量RC冲击回路的频率f,再根据标准电容C1,(C45在原理图上)得到PT100的阻值R1。
这种电路的工作过程如下:
LM393引脚1电平V1=Vcc上电后,引脚3电平。
当2针V3针V2针大于3针V3针时,V3针通过R1针向C45针充电逐渐升高,V3针V3针V3针V3针V3针V3针V3针V3针V3针V3针V3针:
当针脚1电平变为低电平后,针脚2电平V2由电容C45通过R1开始放电。在引脚2水平V2放电到小于3水平V3时,引脚1水平V3变为Vcc;这样往复循环形成振荡,输出周期性方波。
从RC充放电工况来看,占空比为DutyRatio。
循环T
也就是说,电路输出的是占空比50%、周期为1.386RC的方波。在进行测试时,选择了容值固定的额定电容,由此,测得的周期与PT100的阻值成正比,从而得到温度。
三是波形实测。
测量了LM393PIN2的波形。
测量了LM393PIN3的波形。
测量了LM393PIN1的输出波形,这个管脚接在单片机的IO口,具有中断功能。
经PIN1(蓝线)、PIN2(黄线)测量的波形。PIN2符合分析,是一种指数波形。振幅从1/3到2/3不等。
通过PIN1(蓝线)和PIN3(黄线)测量出波形。PIN3的幅度大约是从PIN1输出的1/3到2/3。
引用:
介绍PT100的温度测量电路经验。
使用者评论
胡八一
单片io接口的频率如何数字化?
0。
胡八一
模拟的结果是不正确的啊!无法出来方波。
0。
122分钟。
精确度有多高?是不是对电容要求太高了?
0。
麦斗。
请问一下粘接三线单片机的传感器怎么接啊。
0。