多通道溫濕度記錄器的熱電阻溫度測量電路解析

閱讀：2306 發(fā)布時(shí)間：2020-10-20

　　多通道溫濕度記錄器是一款經(jīng)濟(jì)型多通道測試儀器。本測試系統(tǒng)選用桿狀溫濕度傳感器，具有穩(wěn)定、操作方便、性價(jià)比好的特點(diǎn)。采集主機(jī)及配套處理軟件的實(shí)用性高，專業(yè)性強(qiáng)，采用LCD屏多通道智能采集。

　　多通道溫濕度記錄器采集模塊的熱電阻選用鉑電阻Pt100作為溫度傳感器。在-50-600℃中溫范圍內(nèi)，與其他熱敏元件相比，鉑電阻溫度傳感器測量準(zhǔn)確度高、測量范圍大、穩(wěn)定性好、抗干擾能力較強(qiáng)。

　　鉑電阻測溫電路主要有兩種：橋式測溫電路和恒流源式測溫電路。

　　橋式測溫電路主要是利用調(diào)整電橋的電阻參數(shù)，抵消電橋兩端的電壓波動(dòng)，以突出熱電阻變化引起的電壓，當(dāng)采用三線制時(shí)可以消除引線誤差，但存在非線性誤差和電路相對(duì)復(fù)雜等問題。

　　恒流源式測溫電路利用穩(wěn)定電壓給熱電阻以恒定電路流，保證熱電阻上的電壓和其阻值變化成線性關(guān)系的。在保證基準(zhǔn)電壓源穩(wěn)定的情況下，可以簡化電路結(jié)構(gòu)，另外根據(jù)熱電阻和輸出電壓線性關(guān)系，更加有利于溫度的計(jì)算和校正。恒流源式測溫的基本應(yīng)用電路。

　　中虛框部分即為恒流源電路。運(yùn)放U1A將輸入的基準(zhǔn)電壓VREF轉(zhuǎn)換為恒流源，激勵(lì)熱電阻RT。熱電阻兩端電壓，經(jīng)過U1B運(yùn)放組成的雙端輸入單端輸出放大電路，將信號(hào)放大10倍，即輸出期望的檢測電壓信號(hào)。該輸出信號(hào)通過電子開關(guān)與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連。

　　電子開關(guān)的通路電阻較小，僅為幾百歐姆，而A/D測量電路一般呈現(xiàn)高阻態(tài)，其帶來的誤差可以忽略。

　　檢測精度和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(A/D)的分辨位數(shù)有很大關(guān)系，一般單片機(jī)內(nèi)帶的A/D位數(shù)分辨率較低，不適合準(zhǔn)確測量，而高分辨率的A/D芯片價(jià)格昂貴。對(duì)此采用外擴(kuò)一片低成本的13位A/D芯片。通過改進(jìn)軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)際測量結(jié)果證明可以保證誤差不超過0.5％。

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