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PT100温度采集电路设计方案分享

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本帖最后由 zhenxing2000 于 2016-3-7 12:47 编辑

        这两天做了一个温度采集的产品,采集范围为0-200℃,采用PT100实现,下面分享一下我的电路设计过程,如有错误还请指出。
先阐述一下PT100:
        PT100是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,如果随着温度的升高,电阻的阻值变小,就是负温度系数的热敏电阻。之所以叫做PT100,是因为在0度时其阻值为100欧姆。PT100之所以应用很广泛,不仅仅是因为测温范围比较宽宽更因为它的线性度非常好,也就是温度每升高一度,其电阻升高的值基本一致,约0.38-0.39欧姆对应1度。
       通过惠斯通电桥可以测量某个桥臂电阻的变化情况,那么本方案就利用电桥来设计PT100的温度采集方案。由于电桥出来的信号是查分信号且信号较小,所以要通过差分运放将其放大后再送入单片机进行AD采集,本方案选用AD623作为差分运放芯片,这是一颗轨到轨的运放,即能输出的最大电压为供电电压。
       做方案时要考虑如下几个问题:
A.  测温范围是多少,这决定了其他三个电阻的阻值该如何选取;
B.  运放、单片机的供电电压是多少,这决定了运放的放大倍数如何设计,即最大输出不能超过单片机的AD参考     电压;
本方案的测温范围为0-200℃,单片机供电电压为3.3V,设计电路图如下:

通过电路图可以看出如下几个问题:A.  运放的增益电阻R51为3.3K,即放大倍数为G=(1+100/3.3)=31.3,具体详情可参考AD623的数据手册;B.  电阻R2=82Ω,即当PT100也为82Ω时,电桥平衡,差分电压为0;C.  运放能输出的最大电压为3.3V,放大倍数为31.3倍,所以最大的输入电压为3300/31.3=105.4mV,R5两端的电压为固定值V2=2.5×2000/2082=2401.5mV,那么R4两端能输出电压为(2401.5-105.4)mV=2296.1mV,即R1最大为(5000/2.296)-2000=177.7Ω;通过以上计算即可得出,R1的变化范围为(82-177.7)Ω,即测温范围为(-43~205)摄氏度,满足测温范围为(0-200)℃的要求。电路设计完成后,就可以变成写程序实现温度的采集了。附温度-阻值对应表:

本**只做交流用,如果有错误欢迎回帖指出或加入QQ群143586739或关注微信公众号:micropoint8.

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沙发
zhenxing2000|  楼主 | 2016-3-7 12:43 | 只看该作者
所上传的电路为简化图,上传前做出一点点处理

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板凳
jiangyimfs| | 2016-7-5 14:11 | 只看该作者
楼主有具体的程序吗,小弟现在用c8051f020做一个pt100的温度采集,能否参考一下,非常感谢啊。。。

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地板
高工电子工作室| | 2016-7-14 18:53 | 只看该作者
这个电路 精度很难做很高,恒流源

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5
JobShare| | 2016-11-29 11:02 | 只看该作者

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6
user0| | 2017-1-9 15:07 | 只看该作者
请问您的第五脚也就是REF脚是接的什么 是接地吗

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7
mengdie_198599| | 2017-8-10 17:36 | 只看该作者
不明白为什么“即R1最大为(5000/2.296)-2000=177.7Ω”???用5000/2.296????

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8
mengdie_198599| | 2017-8-11 18:32 | 只看该作者
看明白了(25000/2.296)-2000=177.7Ω

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9
shizaigaole| | 2020-4-26 20:45 | 只看该作者
这个电路PT100接到负的输入端,难道单电源运放,能输出负的值吗??

发表电路最好严谨一点,错了耽误别人的事啊。

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