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一种基于 Pt100 的测温电路设计方案
李士伟
1
,徐志坚
2
,刘映杰
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作者简介:李士伟(1989-),男,硕士研究生,嵌入式系统
通信联系人:刘映杰(1964-),男,副教授,嵌入式系统与模式识别. E-mail: ljliu@lzu.edu.cn
(1. 兰州大学信息科学与工程学院,兰州 730000;
2. 解放军信息工程大学,郑州 450000)
摘要:当前 Pt100 温度传感器在许多测温电路电路设计中测量效率低下,为了提高 Pt100 温
度传感器测温的准确性,本文介绍了一种新的具有高精度测温的电路设计方案。硬件电路中
首先在 Pt100 温度传感器的两端设计了两路恒流源,使电路的电流恒定,不易受到电路中电
流波动的干扰;然后设计了二级放大电路,对 Pt100 采集到的信号进行放大,又在每一级放
大电路中加入了恒压源,为电路提供稳定的参考电压。在软件设计中,首先通过 A/D 转换
得到数字信号,然后使用防脉冲干扰平均滤波法,以滤掉产生的干扰信号,最后通过二分查
找法计算得到所对应的温度值,并显示出来。
关键词:测温电路;Pt100;恒流源;二级放大电路;防脉冲干扰平均滤波法;二分查找法
中图分类号:TP212.9
The Design Scheme of Temperature Measurement Circuit
Based on Pt100
LI Shiwei
1
, XU Zhijian
2
, LIU Yingjie
1
(1. School of Information Science & Engineer, Lanzhou University, Lanzhou 730000;
2. The PLA Information Engineering University, Zhengzhou 450000)
Abstract: Now, the Pt100 temperature sensor for measuring efficiency is low in many
temperature measurement circuit designs. In order to improve the accuracy of Pt100 temperature
sensor temperature measurement, the article introduces a new high precision temperature
measurement circuit design. At first, the hardware circuit adds two constant current sources at the
both ends of Pt100 temperature sensor, in order to make the current circuit constant, it is not easy
to be disturbed by fluctuation of current. Then design the two stage amplifier circuit, amplifying
the signals acquired by Pt100, added in the constant voltage source in every stage of amplification
circuit, provide a stable reference voltage for the circuit. In the software design, firstly, get the
digital signal through the A/D conversion, then use the average filtering method to filter out the
interference signal; at last, obtain the corresponding temperature value through the binary search
method and display the temperature.
Key words: Temperature measurement circuit; Pt100; Constant current source;Two stage
amplifying circuit;Anti-pulse interference average filtering method;Binary search
0 引言
在工农业、国防、航天和科研等许多领域,温度测量一直都起着举足轻重的作用。传统
的温度测量仪器响应慢、精度低、可靠性差、效率低,已经不能适应现代化工业的需求。随
着传感器技术和电子测量技术的发展,以单片机为主的测温系统已广泛应用于生活的各个方
面。
Pt100 是用很细的铂丝绕在云母支架上制成,是国际公认的高精度测温标准传感器。因
为铂电阻在氧化性介质中,甚至高温下其物理、化学性质都非常稳定,因此它具有精度高、
稳定性好、性能可靠的特点。因此铂电阻可以在-200~650℃范围内得到广泛应用。Pt100 是
电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压
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