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基于PIC16F76及MCP3553的高精度测量仪器(详细设计过程)

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兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 14:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
基于PIC16F76及MCP3553的高精度测量仪器

1:测量温度,
2:精度0.001度
3:范围0.000~99.999度
4:工作环境20~30度(精密仪器要放在温室里)
以下是设计框图
沙发
兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 14:31 | 只看该作者

如果不计成本的搞,难度会低很多

这里要求成本不能太高,所以有些昂贵的器件就不能用了
如:美信的1PPM的电压基准

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板凳
xwj| | 2007-11-19 14:49 | 只看该作者

温度????

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地板
兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 14:54 | 只看该作者

先讲信号调理部分

传感器用PT100热电阻

但是随便弄个PT100是不行的,哪怕是世界顶级厂家

哲学上有这么一句话"量变引起质变"

这里虽然没这么恐怖,但从普通测温的1度精度到现在的0.001度精度,这个量也不小了

这么高精度的东西是要经过计量检测的,省级或国家级
普通工业用PT100热电阻分A级和B级,更高级的就是三等,二等,一等,特等
一般碰不到三等,二等,一等,特等的情况,只有特殊厂合才要这么高的精度

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兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 14:55 | 只看该作者

xwj:有什么问题?

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6
xwj| | 2007-11-19 15:14 | 只看该作者

呵呵,没问题,你先发完吧

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兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 15:28 | 只看该作者

一天发不完

我现写的(新鲜吧),还得查以前的设计文件

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lanyong| | 2007-11-19 15:40 | 只看该作者

兄弟

兰字用错了吧,应该是蓝天

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ayb_ice| | 2007-11-19 15:41 | 只看该作者

精度0.001度

真是高手啊

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10
兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 15:56 | 只看该作者

信号调理(续1)

0.001度精度
必须采用4线制接法,如图

由V1,V2引出,经差分放大后给AD
这里要有一个恒流源(曾经在其他版面讨论过这个恒流源)
这个恒流源要求高精度,高稳定度

开始找了很多的恒流器件,都达不到要求
如:DH952(比较好的)  温度系数是5~20PPM,离散性太大,也比较贵35元/个

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11
兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 15:57 | 只看该作者

补图

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12
兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 16:00 | 只看该作者

回lanyong

我从2002年开始就这么错着了

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13
兰天白云|  楼主 | 2007-11-19 21:48 | 只看该作者

信号调理(续2)

根据设计要求,整个电路的温度系数必须在10PPM以内
所以电流源的温度系数必须在10PPM以内

参考了很多电流源,如下图
图3到图8都不合适,为什么呢?
图3的三极管受温度影响很大
图4的电阻很难匹配(0.1%的精度,至少10PPM的温度系数的电阻比精密运放还难找,而且贵的很)
图5不但电阻难匹配,而且三极管的温度系数也很大
图6,图7,图8都有三极管

如果把这些三极管改成结型场效应管,可能可以一试,我的应件功底太差,不敢弄,怕弄不好

最后决定采用图1的方法,理由是电阻少(只有1个,即使是10元一只,我也买的起)
运放采用OP07,这是精密,低温度系数的运放,不贵,算它2元好了
接下来要解决基准V的问题,美信有3PPM的电压基准,但要60多元,太贵了.
这个V要取0.5V,找了很多,没有合适的,只有一款LM399(14元RMB,0.5PPM),但电压是6.95V的,还要分压,没办法,再用2个昂贵的电阻分压

至此,恒流源问题解决

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14
yewuyi| | 2007-11-20 08:42 | 只看该作者

占个位置听听

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15
兰天白云|  楼主 | 2007-11-20 09:31 | 只看该作者

信号调理(续3),实际电路

PT100在0度时=100欧
PT100在100度时=138.51欧
V2固定=0.5V
V1=0.55~0.569255V
V1-V2=0.05~0.069255V(这个电压对以后的设计带来了麻烦)

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16
ocon| | 2007-11-20 16:16 | 只看该作者

插队待续

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17
abc2001| | 2007-11-20 20:13 | 只看该作者

to:兰天白云

请教:兰天白云"精度0.001度",是做相对的,还是做绝对的?

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18
谈的元| | 2007-11-20 21:42 | 只看该作者

呵呵,下文呢?

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19
hotpower| | 2007-11-20 21:44 | 只看该作者

听课~~~

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20
emicro| | 2007-11-20 23:45 | 只看该作者

re

我们用过的0.1%精度的电阻大多是25ppm、10ppm的,也有5ppm的,定制的0.01%金属箔电阻也只能达到5ppm,还有0.1%,2ppm的电阻?价格还低于10元?是厂家给的技术指标?

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