pt100温度测量与控制电路设计实例PPT

1、1,温度测量与控制,2,主要内容,（1）测温电桥 （2）调理电路 （3）A/D与CPU电路 （4）非线性校正 （5）控制算法 （6）控制电路,3,（1）测温电桥,测温电桥电路,测温电桥电路设计注意事项,拓扑结构 关键电阻选择 Pt100的最大电流,4,（1）测温电桥的改进,测温电桥电路改进（三线制）,5,（2）调理电路设计,（1）确定A/D转换器的位数（举例） 要求：量程100度、最小分辨率0.1度，则 A=100/0.1=1000， 因此至少需要10位ADC，可选择MCU内部的ADC。,6,（2）确定调理电路的结构,7,（3）确定调理电路参数R1R7、C1、C2(设R1=R3，R4=R5，R

2、6=R7) 由PT100的TRT的关系（即温度与电阻的关系）可知，当温度变化0.1时，RT的变化值RT约为0.04，电桥测温电路输出电压变化值V0.1为,8,VCC为3.3V，在0100范围内，当T=100时，RT138.5，V0.1最小，即V0.10.23202mV；AD转换器能够识别的最小输入电压Vinmin为,9,由以上分析可以看出，如果信号不放大，A/D转换器将不能识别V0.1。因此必须对测温电桥的输出电压放大，其最小放大倍数Aumin为 A/D满负载时（输出FFFFH），Vinmax=VREF；当温度为100时，PT100的阻值RT138.5，设RS3=RT0=100（RT0为0时P

3、T100的阻值），则有V1000.08071V。,10,调理电路的最大放大倍数Aumax为 因此，调理电路总的电压放大倍数Au应满足14Au40.9。实际应用中。考虑到放大电路的稳定性，综合各方面的因素，取调理电路总的电压放大倍数Au=31。,11,将Au代入放大倍数公式，考虑到电阻的标称值，令R2=1k，R1=R3， 则有R1=R3=15k，取标称值R1=R310k。 R4=R5=R6=R7=1K。,12,（4）低通滤波器参数的确定 U1、R1、R2、R3、C1、C2等组成有源低通滤波器，它们用于滤除工频信号的干扰，同时必须满足ADC采样定理（即乃奎斯特采样定理）。由于温度信号为直流信号，考

4、虑到滤波效果，取低通滤波器的截止频率均为fc=10Hz。令C1=C2，则有,13,（4）低通滤波器参数的确定 U1、R1、R2、R3、C1、C2等组成有源低通滤波器，它们用于滤除工频信号的干扰，同时必须满足ADC采样定理（即乃奎斯特采样定理）。由于称重信号为直流信号，AD7798的采样率可设置为33.3Hz，考虑到滤波效果，取低通滤波器的截止频率均为fc=10Hz。令C1=C2，则有 取标称值C1=C2=2F。,14,为了减少外界温度测温结果的影响，各电阻（如R1、R2、R3、R4、R5、R6）的温度系数必须很小。工程应用中，一般采用温度系数为5ppm的塑封电阻，同时应选用温度系数小的运算放大器。,15,（3）ADC与CPU电路,注意事项,ADC的注意事项 MCU的注意事项,16,（4）测温电路的非线性校正,非线性校正的原因 非线性校正的原理,17,（4）测温电路的非线性校正,分段线性插值校正原理,步骤： 1）获取样本(T1, U1); (T2, U2); (Ti, Ui); 2) 利用分段