差分运算放大器,PT100采集和处理电路设计

PT100是具有正温度系数的热敏电阻。

顾名思义,随着温度的升高,电阻的阻值变大。

相反,如果电阻随温度升高而变小,则它是具有负温度系数的热敏电阻。

之所以称为PT100,是因为其电阻在0度为100欧姆。

PT100的广泛应用,不仅是因为测温范围比较宽,而且还因为其线性度非常好,也就是说,温度每升高一度,电阻增加的值就基本相同,大约为0.38 -0.39 ohm对应于1度,通过惠斯通电桥可以测量某一桥臂的电阻变化,然后该方案使用该桥来设计PT100的温度采集方案。

由于来自电桥的信号是细分信号,并且信号很小,因此必须通过差分运算放大器对其进行放大,然后将其发送至微控制器以进行AD采集。

该解决方案使用AD623作为差分运算放大器芯片,该芯片是轨到轨操作。

可以输出的最大电压是电源电压。

制定计划时应考虑以下问题:A.温度测量范围是多少,它决定应如何选择其他三个电阻器的电阻; B.运算放大器和微控制器的电源电压是多少,这决定了放大器的放大倍数是如何设计的,即最大输出不能超过单片机的AD参考电压。

该程序的温度测量范围为0-200℃,单片机电源电压为3.3V。

设计电路图如下:可以看到以下问题:A.运算放大器的增益电阻R51为3.3K,即放大系数为G =(1 + 100 / 3.3)= 31.3。

有关详细信息,请参考AD623的数据手册。

B.电阻R2 =82Ω,也就是说,当PT100也为82Ω时,电桥平衡并且差分电压为0。

C.运算放大器的最大输出电压为3.3V,放大倍数为31.3倍,因此最大输入电压为3300 / 31.3 = 105.4mV,R5两端的电压为固定值V2 = 2.5×2000/2082 = 2401.5mV,则R4两端的输出电压为(2401.5-105.4)mV = 2296.1mV,即R1的最大值为(5000 / 2.296)-2000 =177.7Ω;通过以上计算可以得出结论,R1的变化范围为(82-177.7)Ω,即温度测量范围为(-43〜205)摄氏度,满足(0- 200)摄氏度。

电路设计完成后,可以将其转换为一个程序来实现温度采集。

随附的耐温对应表:免责声明:本文的内容经21ic授权后发布,版权归原作者所有。

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