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为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成的其中以白金Pt作成的电阻式温度检测器最为稳定-耐酸碱、不会变质最受工业界采用。其电阻特性方程如下:
200~0C时,RtR01AtBt2Ct3t1000~650C时RtR01AtBt2式中A390802103C,B5802107C2,C42371012C,R010000欧姆是0℃时的阻值。在本设计中工作温度为00℃2000℃,故电阻特性方程为RtR01AtBt2。可得
tR0AR0A24R0BR0Rt2R0B
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将测得的电阻值代入t的表达式中就可以求出温度的准确值,从而减少了测量
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f结果的非线性误差。Pt100热电阻一般有三种接线方式,且在原理上有所不同:二线制和三线制是
用电桥法测量,最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系;四线没有电桥,完全只是用恒流源发送,电压计测量,最后给出测量电阻值。连接导线的电阻和接触电阻会对Pt100铂电阻测温精度产生较大影响,铂电阻三线制或者四线制接线方式能有效消除这种影响。本设计采用使用恒流源的四线制接法,保证了极高的测量精度。222温度检测电路的设计
根据设计要求,PT100热电阻温度传感器采用了四线制接法,传感器把温度的变化变换成电阻的变化。为了便于信号的传输、放大、处理和转换,需要把电阻阻值变化变换为电信号的变化。由于使用了四线制接法,采用电流源,把Pt100的电阻变化比例变换成电压变化。恒流源选用DH905,该恒流源芯片工作电压范围大,IH范围1A~200mA,电流连续可调。内部实现精密温度补偿,只需一只外接电阻,使用简便而稳定性指标很高,是目前广泛应用的恒流源器件产品。
考虑到要检测三个绕组的温度,温度检测电路是一个多通道的数据采集系统;此外,三路信号的类型和变化范围相同,需要做相同的放大和调理,可以共用放大和调理电路。模拟开关的选择主要考虑影响信号传输精度的开关电阻和泄露电流,因此要尽可能选择泄露电流和开关电阻小的模拟开关。根据通道树木最后确定模拟开关型号为8选一的模拟开关CD4051,两片模拟开关CD4051联用,构成差动配置方式。此外,本设计采用一个恒流源分时驱动不同传感器的方法,为了消除模拟开关导通电阻的影响,也需要一片CD4051。为了消除高频噪声的干扰,在测量放大器输入端加入电阻电容组成的一阶滤波电路。223温度检测信号放大和调理电路设计
温度变化经过温度检测电路转换成电信号,即Pt100上的电压变化,但是此时的电压变化范围较小,为了充分利用单片机的ADC特性,需要将电压信号进行适当的放大和调理。(1)r
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