铂电阻温度仪的研制
摘要:介绍一种基于AT89C52单片机开发的PT100铂电阻温度仪,着重介绍温度值的求解方法。
关键词:温度仪;铂电阻;AT89C52;ICL7135
0 引言
用铂电阻测温时,由于铂电阻的阻值与温度成非线性关系,常用硬件电路对其进行线性补偿,这不但增加了系统的复杂性,而且降低了测量精度。我们分析铂电阻阻值与温度的函数关系,建立温度与电阻值的二次方程,通过求解二次方程的根,计算出被测温度值,此方法调试简单、精度高。
1 数学模型
我们研究的温度测量范围为-50℃~200℃,精度要求±0.2℃。选用PT100铂电阻温度传感器(TCR=0.003851),铂电阻采用恒流供电,如图1。Pt100铂电阻的阻值与温度函数关系如下:
我们设计的温度计测量最大值为200℃,根据R(0)=100 Ω,R(200)=175.86 Ω,只要保证t=200℃时,A/D转换器不溢出,就可先将D0确定为定值,因为我们可以通过调节放大器的放大倍数K来得到t=0℃时A/D转换器的数字量值,不妨令D0等于10000。根据式(7),只要知道了D0,就可通过A/D转换器的采样值计算出温度。
2 硬件电路
系统的硬件主要由TL431恒流电路、AD620增益调节电路、ICL7135A/D转换器、AT89C52单片机、MAX7219显示驱动、MAX232通信电路等组成,其框图如图2所示。
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