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PT100溫度傳感器工作原理圖及電壓輸入變化

發(fā)布時(shí)間:2023-05-11 17:48:53人氣:

溫度傳感器


  PT100溫度傳感器工作原理:放大電路采用LM358集成運(yùn)算放大器。為了防止由高單級(jí)放大引起的非線(xiàn)性誤差,放大電路采用兩級(jí)放大。如下圖所示,前一級(jí)約為10倍,后一級(jí)約為3倍。


  溫度從0到100度變化。當(dāng)溫度升高時(shí),Pt100的電阻變大,輸入到放大電路的差分信號(hào)變大,并且放大電路的輸出電壓Av相應(yīng)地上升。R2,R3,R4和Pt100構(gòu)成傳感器測(cè)量橋。為了保證電橋輸出電壓信號(hào)的穩(wěn)定性,通過(guò)TL431將電橋的輸入電壓穩(wěn)定在2.5V。

pt100溫度傳感器電路原理圖

  從電橋獲得的差分信號(hào)由兩級(jí)運(yùn)算放大器放大,然后輸入到單片機(jī)。電橋的一個(gè)橋臂采用可調(diào)電阻R3,輸入到運(yùn)算放大器的差分電壓信號(hào)的大小可以通過(guò)調(diào)整R3來(lái)調(diào)整,R3通常用于調(diào)整零點(diǎn)。


  注意:盡管電橋部分已由TL431穩(wěn)定,但整個(gè)模塊的電壓VCC必須穩(wěn)定,否則當(dāng)VCC波動(dòng)時(shí),運(yùn)算放大器LM358的工作電壓會(huì)波動(dòng),而輸出電壓Av則會(huì)波動(dòng),最終導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果波動(dòng),測(cè)量結(jié)果上下跳動(dòng)。


  pt100溫度傳感器,可以在-200度至650度的范圍內(nèi)工作。其實(shí)是400攝氏度,過(guò)高的溫度會(huì)影響壽命。在工作溫度范圍內(nèi),如果什么也沒(méi)發(fā)生,則PT100的正常使用壽命應(yīng)為20年,以確保準(zhǔn)確的測(cè)量。


  PT100溫度傳感器測(cè)量范圍


  恒流恒壓方式:


  在傳統(tǒng)儀器中,通常采用這種方法。在構(gòu)造了恒定電流或恒定電壓方法之后,使用歐姆定律來(lái)計(jì)算Pt100的電阻,然后查詢(xún)索引表以獲取溫度。此方法是最簡(jiǎn)單,最通用的。


  通用傳感器接口UTI方法:


  盡管傳統(tǒng)方法很簡(jiǎn)單,但是它有很多缺點(diǎn)。使用通用傳感器接口芯片,只需一個(gè)對(duì)溫度不敏感的參考電阻。將Pt100連接至UTI電路,即可通過(guò)MCU獲取Pt100與參考電阻的比值,以獲取電阻和溫度。此方法非常適合基于微處理器(MCU)的系統(tǒng)。所有UTI信息僅通過(guò)與MCU兼容的信號(hào)輸出,從而大大減少了離散模塊之間的外部接線(xiàn)和耦合器。

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