PT100测温电路

FUCKINVT第1页共4页文件编号：INVT0_013_0008_CBB_01CBB规范PT100测温电路(VER:V1.0)拟制：时间：2009-09-05批准：时间：文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般FUCKINVT第2页共4页1功能介绍PT100是铂电阻温度传感器，他适用于-60℃到400℃之间的温度，因其测量范围大，线性度好，稳定性强等特点而被广泛使用。铂电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的,当被测介质中存在温度梯度时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。2详细原理图+3.3+15-15+3.3-15+15+3.3AI5-AD恒流源1mAPT100从-150至+150度阻值39.72-157.33欧PT1000从-150到+150度阻值397.2-1573.3欧PT100+电压范围0.78V-3.14VPT100:拨码开关断开放大20倍PT1000：拨码开关选通放大2倍+-U1BTL08256784CN1CON212T11PIN1T21PIN1C10.1uC30.1u+-U2ATL08232184D1123C40.1uC61n/2kV+-U1ATL08232184R33.3k+-U2BTL08256784C50.1uC20.1uD2123R9100kR4100kR82kR71kR62kR1051kR251kR151kR111kR121kR1418kR1318kSW1SWDIP-112R551k图1PT100电路原理图为了把PT100的温度变化的电阻信号转换成电压信号以方便微处理器测量，通过恒流源电路将PT100电阻信号转换为电压信号，再经过放大及A/D转换后送微处理器进行处理。3器件功能图1中虚线方框内是产生1mA的恒流源；二极管D1、D2为箝位作用，将电压限制在0V～+3.3V，保护运算放大器的安全工作电压；U2A为电压跟随器；U2B为同相输入运算放大器；4参数计算1)恒流源电流计算图1中虚线方框内恒流源是正反馈平衡式,由于负载接地而受到人们的喜爱，使用中也可以把电阻R1取的比负载大的多,而省略跟随器运放。图中R1,R2,R5,R10阻值相等,这样加在R3上的电压就等于输入电压3.3V（inV）,流过PT100的FUCKINVT第3页共4页电流（outI）就等于流过R3的电流。输入电压inV与输出电流outI的关系：mAkvkkRVRRIinout13.33.351513510一般取：R1=R2=R5=R10其中：R1R3当R1,R2,R5,R10为其他值时，应遵守下面的关系：R5=R2，R10=R3+R1231510RRRRR2)U2B同相输入运算放大器计算假设某一温度下PT100的电阻阻值为100PTR,则电阻R4两端的电压4V为：1004PToutRIV4V经过电压跟随器后进入U2B的同相输入端：当拨码开关断开时选择PT100温度传感器，4V被放大20倍后送入微处理的A/D转换处理；当拨码开关选通时选择PT1000温度传感器，4V被放大2倍后送入微处理的A/D转换处理。5电路测试数据测试电阻（欧姆）CN1电压（mV）R7电压（mV）MCU的AD输入电压（mV）R7电压与CN14电压的偏差（mV）恒流源电流（mA）004.2834.2-----9.910.014.2280.74.21.01014.91519.3384．44.31.006750.951.255.411054.21.005899.8100.8105.121004.31.010149150.9155.230994.31.0127298301.8306.139204.31.012799710091013202641.012198820142018381341.013由上表可以看出当CN1端子电阻从0欧姆到2K欧姆变化时，恒流源的电流基本稳定在1.012mA，FUCKINVT第4页共4页CN1端子电压与R7的电压（CN1端子电压经过电压跟随器）偏差4mV且比较一致，推测是TL082输入电压偏差引起的，TL082典型输入电压偏差是5mV，见下表：该偏差可以通过软件偏置处理。另外，该电路适合在PT100直接接在端子上使用，不适用于长距离拉线的情况，否则会出现较明显的测量偏差。6器件清单序号料号名称型号数量位号13-08-97-104片状电容;100nF±10%-50V-06030.1u5C1,C2,C3,C4,C523-08-78-102片状电容;1nF±20%-2KV-1206-X7R1n/2kV1C633-56-52-700双开关二极管;100V/200mA/串联/SOT-23MMBD7000LT12D1,D243-24-90-513片状电阻;1/10W-51KΩ±1%-060351k4R1,R2,R5,R1053-24-90-332片状电阻;1/10W-3.3KΩ±1%-06033.3k1R363-24-90-104片状电阻;1/10W-100KΩ±1%-0603100k2R9,R473-24-90-202片状电阻;1/10W-2KΩ±1%-06032k2R8,R683-24-90-102片状电阻;1/10W-1KΩ±1%-06031k1R793-24-90-152片状电阻;1/10W-1.5KΩ±1%-06031.5k1R11103-24-90-101片状电阻;1/10W-100Ω±1%-06031001R12113-24-90-303片状电阻;1/10W-30KΩ±1%-060330k1R13123-24-90-242片状电阻;1/10W-2.4KΩ±1%-06032.4k1R14133-21-32-121拔码开关;25mA-24VDC-1位-1P*2;脚距2.54SWDIP-11SW1152-15-11-082运算放大器-TL082-JFET输入放大器-SOIC8(Tape)TL0822U1,U213-08-97-104片状电容;100nF±10%-50V-06030.1u5C1,C2,C3,C4,C5