Disinn ta 'sistema ta' kejl tat-temperatura tar-reżistenza termali PT100 tal-platinu

Il-kejl u l-kontroll tat-temperatura huma suġġetti estremament importanti fl-aspetti kollha tal-industrija, l-agrikoltura, ir-riċerka xjentifika, id-difiża nazzjonali u l-ħajja tan-nies ta 'kuljum. Sistemi ta 'kejl tat-temperatura jintużaw ħafna fid-disinn tas-sistema ta' mikrokompjuter b'ċippa waħda. Skond ir-rekwiżiti differenti tad-disinn ta 'sistemi ta' mikrokompjuter b'ċippa waħda, id-disinn ta 'sistemi ta' kejl tat-temperatura huwa wkoll differenti. Xi wħud jużaw ċipep integrati, u xi wħud jużaw apparati tas-sors tal-kurrent kostanti u apparati tas-sors ta 'vultaġġ kostanti. Din is-sistema tuża resister termali tal-platinu PT100 bħala element ta 'akkwist tas-sinjal tat-temperatura biex tiddisinja sistema ta' kejl tat-temperatura.
1 Prinċipju Bażiku tax-Xogħol
Ir-reżistenza tar-resister termali tal-platinu PT100 tinbidel bil-bidla tat-temperatura. Din il-karatteristika tintuża biex tiġbor sinjali tat-temperatura u tikkonverti s-sinjali miġbura f'sinjali ta 'vultaġġ; Imbagħad huma kkonvertiti f'sinjali diġitali permezz ta 'A / D u jinqraw mis-sistema ta' mikrokompjuter b'ċippa waħda; Is-sistema ta 'mikrokompjuter b'ċippa waħda tidentifika u tipproċessa s-sinjali diġitali aqra u tibdilhom f'sinjali diġitali li jikkorrispondu għat-temperatura, u finalment il-valur tat-temperatura tal-ħruġ huwa muri mill-wiri LCD.
2 disinn tal-ħardwer
Il-ħardwer jinkludi prinċipalment ħames komponenti: ċirkwit tas-sors tal-kurrent kostanti, amplifikatur tal-vultaġġ, ċirkwit ta 'interface ta' konverżjoni A / D, ċirkwit ta 'iżolament ta' optocoupler, u ċirkwit tal-wiri LCD.
2.1 Ċirkuwitu tas-sors tal-kurrent kostanti
Iċ-ċirkwit tas-sors tal-kurrent kostanti huwa muri fil-Figura 1 Fil-figura, dgnd =5 V, vmc =0 V, u hemm 4 nodi, jiġifieri Net1, Net2, Net3, u Net4. Ħalli l-kurrent jiċċirkola permezz ta 'R110 ikun IA, u l-kurrent li joħroġ minn R114 ikun IB, f'MA, u ż-żewġ direzzjonijiet huma fuq il-lemin.
Skond il-virtwali miftuħ u virtwali qasir ta 'l-op amp, għandna l-ekwazzjoni:
Dgnd- (r 111+ r110) × ia + R114 × IB-R113 × ((DGND-R111 × IA) ／ R112) - (VDGND-R111 × ia) =0
Nissostitwixxu d-dejta, għandna:
5- (10+1) × ia +1 × Ib -2 × (({5-10 × ia) ／ 10) - ({5-10 × ia) =0
Jista 'jiġi kkalkulat li ia + ib =1, u ia + ib huwa l-kurrent meħtieġ i, li huwa 1 mA.
Skond l-ekwazzjoni, biex tikseb ia + ib bħala kostanti, trid tissodisfa:
R113×R111／R112-R110=R114
Għalhekk, il-kundizzjoni biex dan iċ-ċirkwit isir sors kurrenti kostanti hija:
R111／R112=(R110+R114)／R113
Jekk r 111= r112, allura r 110+ r 114= R113 għandu jkun. F'dan iż-żmien, il-valur kurrenti kostanti huwa i=DGND × R113 ／ R112 ／ R114.
Fost dawn, J110 jintuża biex jgħaqqad ir-resister termali tal-platinu PT100.

2.2 Amplifikazzjoni tal-Vultaġġ u Ċirkuwitu tal-Interfaċċa tal-Konverżjoni A / D
Il-ħruġ tal-vultaġġ minn tarf wieħed tar-resister termali tal-platinu PT100 huwa żgħir ħafna. Jekk huwa konness direttament mal-konvertitur A / D, id-devjazzjoni tad-dejta tal-konverżjoni hija kbira; Allura f'dan id-disinn, il-ħruġ tal-vultaġġ minn tarf wieħed tar-resister termali PT100 tal-platinu huwa amplifikat 10 darbiet u konness mal-follower tal-vultaġġ, u mbagħad titwettaq konverżjoni A / D, sabiex effett ta 'konverżjoni aħjar jista' jinkiseb, kif muri fil-Figura 2 resister termali tal-platinu; Win- hija l-ħruġ tal-valur tal-vultaġġ mis-sors tal-vultaġġ ta 'referenza MC1403; Vout huwa l-valur tal-vultaġġ tal-ħruġ wara l-amplifikazzjoni. Il-formula tal-kalkolu hija: Vout=g × ((vin +) - (vin-)), fejn id-daqs ta 'G huwa determinat mir-resister R120, G {=1+50} kω ／ R120. Iċ-ċippa OPA277 u r-resister periferali jiffurmaw segwaċi tal-vultaġġ.