PT100 Platin Termal Direnç Sıcaklığı Ölçüm Sistemi Tasarımı

Sıcaklık ölçümü ve kontrolü, endüstri, tarım, bilimsel araştırmalar, ulusal savunma ve insanların günlük yaşamının tüm yönlerinde son derece önemli konulardır. Sıcaklık ölçüm sistemleri, tek çipli mikrobilgisayar sistem tasarımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek çipli mikrobilgisayar sistemlerinin farklı tasarım gereksinimlerine göre, sıcaklık ölçüm sistemlerinin tasarımı da farklıdır. Bazıları entegre yongalar kullanır ve bazıları sabit akım kaynak cihazları ve sabit voltaj kaynak cihazları kullanır. Bu sistem, bir sıcaklık ölçüm sistemi tasarlamak için bir sıcaklık sinyali edinme elemanı olarak PT100 platin termal direnci kullanır.
1 Temel Çalışma İlkesi
PT100 platin termal dirençin direnci, sıcaklık değişikliği ile değişir. Bu özellik, sıcaklık sinyallerini toplamak ve toplanan sinyalleri voltaj sinyallerine dönüştürmek için kullanılır; Daha sonra A/D aracılığıyla dijital sinyallere dönüştürülür ve tek çipli mikrobilgisayar sistemi tarafından okunurlar; Tek çipli mikrobilgisayar sistemi, okuma dijital sinyallerini tanımlar ve işler ve bunları sıcaklığa karşılık gelen dijital sinyallere dönüştürür ve son olarak çıkış sıcaklığı değeri LCD ekran tarafından görüntülenir.
2 Donanım Tasarımı
Donanım esas olarak beş bileşen içerir: sabit akım kaynak devresi, voltaj amplifikatörü, A/D dönüşüm arayüz devresi, Optocupller izolasyon devresi ve LCD ekran devresi.
2.1 Sabit Akım Kaynak Devresi
Sabit akım kaynak devresi Şekil 1'de gösterilmiştir. Chip OP07, 5 dirençli sabit bir akım kaynak devresi oluşturan ve Vin+'da 1 mA çalışma akımı çıkaran bir operasyonel amplifikatördür. Şekilde, dgnd =5 v, vmc =0 v ve net1, net2, net3 ve net4 olmak üzere 4 düğüm vardır. R110'dan akan akımın Ia olmasına izin verin ve R114'ten akan akım MA'da Ib olabilir ve her iki yön de sağdadır.
Op amp'in sanal açık ve sanal kısa süresine göre, denklemimiz var:
Dgnd- (r 111+ r110) × ia+r114 × Ib-r113 × ((dgnd-r111 × ia) ／ r112)-(vdgnd-r111 × ia) =0}
Verilerin yerine geçerek şu:
5- (10+1) × ia +1 × ib -2 ×} ×} ×} × ／ 10)-(5-10 × IA) =0}}}}
Ia+ib =1 ve ia+Ib'nin 1 mA olan gerekli akım i olduğu hesaplanabilir.
Denkleme göre, IA+IB'yi sabit olarak elde etmek için:
R113×R111／R112-R110=R114
Bu nedenle, bu devrenin sabit bir akım kaynağı haline gelme durumu:
R111／R112=(R110+R114)／R113
R 111= r112 ise, r 110+ r 114= r113 olmalıdır. Şu anda, sabit akım değeri i=dgnd × r113 ／ r112 ／ r114'tür.
Bunlar arasında J110, PT100 platin termal dirençini bağlamak için kullanılır.

2.2 Voltaj amplifikasyonu ve A/D Dönüşüm Arabirimi devresi
PT100 platin termal dirençinin bir ucundan gelen voltaj çıkışı çok küçüktür. Doğrudan A/D dönüştürücüsüne bağlıysa, dönüşüm veri sapması büyüktür; Bu tasarımda, PT100 platin termal dirençinin bir ucundan gelen voltaj çıkışı 10 kez amplifiye edilir ve voltaj takipçisine bağlanır ve daha sonra A/D dönüşümü gerçekleştirilir, böylece Şekil 2'de gösterildiği gibi daha iyi bir dönüşüm etkisi elde edilebilir. PT100 Platin Termal Direnç; Win- Referans voltaj kaynağı MC1403 tarafından voltaj değeri çıkışıdır; Vout, amplifikasyondan sonra çıkış voltaj değeridir. Hesaplama formülü: vout=g × ((vin+)-(vin-)), burada g boyutu R120 dirençine göre belirlenir, g =1+50 kΩ ／ r120. Chip OPA277 ve periferik direnç bir voltaj takipçisi oluşturur.