PT100 铂热电阻温度测量系统的设计
才 智
1
, 范长胜
2
, 杨冬霞
3
( 1. 山东聊城职业技术学院 山东 聊城 252000; 2. 东北林业大学 黑龙江 哈尔滨 150040;
3. 哈尔滨学院 黑龙江 哈尔滨 150086)
摘 要: 温度测量系统应用广泛, 涉及到各行各业的各个方面, 在各种不同的领域中都占 有重要的位置。从降低开发成
本、扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发, 设计一种以 P T100 铂热电阻为 温度信 号采集元件、EW78E58 单片 机为
控制核心、OCM J4 @8C 液晶显示器为显示器件的温度测量 系统。该测 量系统不但可以 测量室 内的温度, 还以测 量液体、种
子等内的温度, 在实际应用中, 该系统运行稳定、可靠, 电路设计简单实用。
关键词: P T100; 信号采集; EW78E58; 测量系统
中图分类号: T P274 文献标识码: B 文章编号: 10042373X( 2008) 202172203
Design of PT100 Temperature Measurement System
CAI Zhi
1
, F AN Changsheng
2
, YANG Dongxia
3
(1. Shandong Liaocheng Vocat iona l and Technical College, Lia ocheng, 252000, China;
2. Nort heast F orestry U niversity, H arbin, 150040, China; 3. H arbin Institute, H arbin, 150086, China)
Abstra ct: The measur ement systems are applied wildly, involving various occupations and aspects. It holds the important
position in the different fields. According to the principle of system running stability, securit y, stabilizat ion and cr edibilit y, a
kind of t em perat ur e measurement system in which using the PT100 as the temper ature signal gathering part , EW78E58 as the
cont rol center , and the OCM J4 @ 8C ( Liquid Crystal Display) as the display component a re designed. Not only this
measurement system may measure indoorc s temper ature, but also may measur e the temperatur e of liquid and seed. It runs stab2
ly, credibly in t he practical application and t he design of circuit is simple and applied.
Keywords: TP100; signal gathering; EW78E58; measurement system
收稿日期: 2008203206
无论在工业、农业、科学研究、国防和人们日常生活
的各个方面, 温度测量和控制都是极为重要的课题
[ 1]
。
温度测量系统在单片机系统设计中应用广泛, 根据单片
机系统设计要求的不同, 温度测量系统的设计也有所不
同, 有采用集成芯片的, 也有采用恒流源器件和恒压源
器件的
[ 2]
。本系统选用 PT 100 铂热电阻作为温度信号
采集元件, 来进行温度测量系统设计。
1 基本工作原理
PT 100 铂热电阻的阻 值随着温度的 变化而变化,
利用这一特点来采集温度信号, 将采集到的信号转换成
电压信号; 再经过 A/ D 转换成数字信号并由单片机系
统读取; 单片机系统把读取到 的数字信号进行识别处
理, 并换算成与温度对应的数字信号, 最后再由液晶显
示器显示输出温度值。
2 硬件设计
硬件组成主要包括恒流源电路、电压放大、A/ D 转
换接 口电路、光耦隔 离电路、液晶显 示电路 5 个组 成
部分。
2. 1 恒流源电路
恒流源电路如图 1 所示。其中芯片 OP07 为运算
放大器, 它和 5 个电阻组成恒流源电路, 在 VIN+ 处输
出 1 mA 的工作电流。图中 DGND= 5 V, VMC= 0 V,
有 4 个节点分别是 NET1, NET2, NET 3, NET 4。设流
过 R110 的电流为 I a , 流过 R114 的电流为 I b , 单位为 mA,
方向都向右。
则根据运放的虚断和虚短, 则有方程:
DGND - ( R111 + R110 ) @I a + R114 @I b - R113 @
( ( DGND - R111 @I a ) / R112 ) - ( VDGND - R111 @I a ) = 0
代入数据, 有:
5 - ( 10 + 1) @I a + 1 @I b - 2 @( ( 5 - 10 @I a ) / 10) -
( 5 - 10 @I a ) = 0
可算得 I a + I b = 1, 而 I a + I b 即为所求电流I , 为 1 mA。
根据方程, 可知要得到 I
a
+ I
b
为常数, 必须满足:
R113 @R111 / R112 - R110 = R114
所以, 这个电路成为恒流源的条件是:
R111 / R112 = ( R110 + R114 ) / R113
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虚拟仪器与应用 才 智等: PT 100 铂热电阻温度测量系统的设计