铂电阻温度传感器题稿.ppt

温度传感器 设计报告 成员：阴支航,杨翔宇,孙亮,那宇,钱超 铂热电阻的特点： （1）电阻率大 （2）复制性好，互换性好 （3）有较高的电阻一温度系数α （4）满足对温度传感器的基本要求 铂电阻的结构 杆式和囊式。杆式的上限温度很高可使其温度范围在-183°C—630°C和O°C—1100°C，分别称为中温铂电阻和高温铂电阻。囊式铂电阻的下限温度低，可使用于-263°C—+200°C，所以有称为低温铂电阻 铂电阻的性能 当不考虑温度的影响时，导体的电阻值R可以用下面的关系式表示： 当考虑温度的影响时，而导体材料的电阻率ρ随温度变化的关系为: ρ(t)=ρ(0)*(1+α*t) 式中ρt—导线材料在温度为t°C时的电阻率? ρ0—导线材料在温度为0°C时的电阻率? α—导体材料的电阻温度系数（Ω/°C） 当温度改变时，L、S可以近似看作不变，导体的电阻可表示为： Rt=R0(1+α*t) 式中Rt—导体材料在温度为t°C时的电阻值? R0—导线材料在温度为0°C时的电阻值? α—导体材料的电阻温度系数（Ω?/°C）? 在温度范围-200°C—0°C之间，铂热电阻的电阻与温度之间的关系为? Rt=R[1+At+Bt2+Ct3(t-100)]???????????????????? 在温度范围0°C—650°C之间，铂热电阻的电阻与温度之间的关系为? Rt=R0(1+At+Bt2)? 铂电阻温度的测量方法 由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中，根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。 方法： （1）电桥式测量方法 （2）恒流源式测量方法 本设计将采用电桥式测量方法 常用的Pt100电阻接法有三线制和两线制，其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。 pt100常用电路图 R2、R3、R4 和Pt100 组成传感器测量电桥，为了保证电桥输出电压信号的稳定性，电桥的输入电压通过TL431 稳至2.5V。从电桥获取的差分信号通过两级运放放大后输入单片机。电桥的一个桥臂采用可调电阻R3，通过调节R3 可以调整输入到运放的差分电压信号大小，通常用于调整零点。 由于pt100输出的信号微弱，所以采用放大电路进行放大。放大电路采用LM358 集成运算放大器，为了防止单级放大倍数过高带来的非线性误差，放大电路采用两级放大。 虽然电桥部分已经经过TL431 稳压，但是整个模块的电压VCC 一定要稳定，否则随着VCC 的波动，运放LM358 的工作电压波动，输出电压Av 随之波动，最后导致A/D 转换的结果波动，测量结果上下跳变。 转换电路设计 ADC0809 A/D模数转换器 ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换.ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装. ADC0809 引脚图 ADC0809工作过程 首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 A/D转换电路原理图 传感器的整体分析 此传感器除了上面说的敏感元件之后应紧接着进行温度补偿，然后接到A/D转换电路上，最后一步进行单片机控制的显示电路，MCU是整个系统的控制核心，由于