置入深度≥200mm;⑤允通电流≤5mA。
另外,PT100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。热电阻的线性较好,在0~100摄氏度之间变化时,最大非线性偏差小于05摄氏度。热电阻阻值与温度关系为:
①200℃<t<0℃时,RRt1001AtBt2Ct3t100;
②0℃≤t≤850℃时,RRt1001AtBt2;
式中,A000390802;B0000000580;C00000000000042735。可见PT100在常温0~100摄氏度之间变化时线性度非常好,其阻值表达式可近似简化为:
RRt1001At,当温度变化1℃,PT100阻值近似变化039。
212放大电路设计
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。通常将其放在电桥的桥臂上,温度变化时,热电阻两端的电压信号被送到仪器放大器LM741的输入端,经过仪器放大器放大后的电压输出送给AD转换芯片,从而把热电阻的阻值转换成数字量。电路原理图如图21所示。
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硬件设计
图21信号采集与放大电路对信号放大,我们使用了低价格、高精度的仪器放大器LM741,它运用方便,可以通过外接电阻方便的进行各种增益(11000)的调整。其增益计算公式为:
温度值计算过程:由于AD检测到的模拟电压值
21
计算可到的值,然后利用如下公式求出温度值:
22
其中
23
,
。
22模数转换单元
2218位串行AD转换器ADC0809
ADC0809是带有8位AD转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式AD转换器,可以和单片机直接接口。它是美国国家半导体公司的产品,是目前国内最广泛的8位通用的AD转换的芯片。
①ADC0809的内部逻辑结构如图22所示。
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硬件设计
图22ADC0809内部逻辑结构由上图可知,ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个AD转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用AD转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存AD转换完的数字量,当OE端为高电平时,才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。②引脚结构如图23所示。
图23引脚结构IN0-IN7:8条模拟量输入通道
ADC0809对输入模拟量要求:信号单极性,电压范围是0-5V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线:4条
ALE为地址锁存允许输入线,高电平有效。当ALE线为高电平时,r