PT100三线制测量电路
引言PT100是一种广泛应用的测温元件在50℃600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂热电阻的电阻值与温度成非线性关系所以本模块需要进行非线性校正一般的模块采用模拟电路校正这种校正的精度不高而且温漂等受干扰的程度也比较大。本模块采用了软件查表插值的方法进行校正最后转换成III型信号。III型信号是当被测信号从下量程到上量程0100变化时输出线上对应4－20mA电流的变化。此外模块还具有MODBUS协议的通讯端口可以直接和任何MODBUS口连接。
系统设计整个模块基于AVR新型的Atmega16单片机采用三线制形式这样可以去除导线电阻带来的零点不准确经过差分放大电路直接得到05V的信号电压这样就可以直接输入到AD转换器。数据处理部分将PT100分度表中的每隔10℃的电阻值写入到闪存中这样将得到电压值回算到电阻值这样进行查表当电阻位于某一段之间时再进行线性处理这样系统的线性化程度比较高可以达到02。DA转换系统采用373芯片作为锁存器采用权电阻网络进行DA转换这样可以节省成本而且精度也可以得到保证。最后再经过一个电压电流转换部分把信号以III型信号传送出去完成模块的功能。
f图1采样电路
采样电路采样电路如图1所示PT100以三线制接到J0这样连接PT100的两侧的导线长度相等而且分别加在两侧的桥臂上这样导线电阻得以消除当PT100输出100Ω时可以调节R1的阻值以调整温度下限当温度范围是0300℃时电桥电压经过放大后A
olog0的电压正好是05V这样可以完整使用单片机的AD转换器的转换精度。
f图2主机电路主机电路如图2。CPU采用Atmega16它自带8路10位AD转换器转换速度快精度高而且不需要外扩任何器件。74LS138用来译码分别选通各路的锁存器。采用8MHz的晶振速度完全可以满足系统的要求。AD转换的参考电压直接是VCC这可节省硬件简化电路在对精度要求较高的情况下可以选择精密稳压器件如TL431。
图3DA电路DA转换电路为了节省成本本系统没有采用专用DA转换芯片而是运用DA转换的原理利用权电阻网络进行DA转换器这样精度可以保证而且速度比较快CPU控制也是比较简单的。电路如图3所示。74lS373锁存器锁存CPU每次更新的数据OE引脚接138芯片的片选信号LE下降沿时数据锁存。
图4VI转换电路VI转换电路VI转换电路如图4所示它将AD转换后得到的电压信号转换成420mAIII型信号输出。IVR3。
f图5485通讯电路主r