發(fā)布時(shí)間：2022年04月15日 03:24:08分享人:發(fā)光少年來源:互聯(lián)網(wǎng)25
今天琢磨了一下Pt1000的信號調(diào)理電路。Pt1000是熱敏電阻，溫度越高，電阻值越大，線性度很好。Pt100類似。0度時(shí)電阻值為1000ohm，所以叫Pt1000。問題是，如何在溫度變化時(shí)取得和讀出信號。下圖是李老師的電路?？勺冸娮枋荘t1000，下同。R1、R2、R3組成一個分壓網(wǎng)絡(luò)。R4、C1和R5、C2是兩個RC濾波器，認(rèn)為不參與分壓。兩個濾波后的信號進(jìn)單片機(jī)，ADC轉(zhuǎn)換后作差分，差分值是隨著溫度變化的。根據(jù)差分值來計(jì)算R2的阻值，進(jìn)而得到溫度。差分值與這個電路的精度無關(guān)，差分值的變化范圍與精度有關(guān)。ADC為10位，取R1=R3=3.3K，R2在0度時(shí)為1K，差分值為131，200度時(shí)為1.76K，差分值為215，變化范圍是84，200/84=2.38，即精度為2.38度。這個精度對于簡單的溫控是夠用的。但是進(jìn)單片機(jī)兩根線，嫌多。 流過分壓網(wǎng)絡(luò)的電流越小越好，因?yàn)殡娮枳约喊l(fā)熱會影響精度。因此電阻越大越好。
下圖是一個不太正確的差分電路。本義是用Pt1000和兩一個固定的1000歐的電阻各做一個分壓網(wǎng)絡(luò)，在0度的時(shí)候兩者的分壓值應(yīng)是一樣的。把兩個差分值做減法并放大。但是放大器的減法電路的電阻也成為分壓網(wǎng)絡(luò)的一部分，不能把原來的分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出視為電壓源，電路的計(jì)算變復(fù)雜了。
下圖是上圖的改進(jìn)，把標(biāo)準(zhǔn)1K電阻的分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出直接接到運(yùn)放的同相輸入，則反向輸入的電壓應(yīng)與它保持一致。 設(shè)想兩個分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出一樣，則R18上無電流流過，即此時(shí)的輸出就是分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出。當(dāng)R16的阻值升高時(shí)，則流過R16的電流減小，而流過R17的電流時(shí)不變的，此時(shí)需要有電流流過R18來作為補(bǔ)充，因此運(yùn)放輸出端（7腳）的電壓升高了。這個電路與上圖相比，既簡單又正確。但是它的輸出范圍是從分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出到正電源規(guī)，同時(shí)欲使流過分壓網(wǎng)絡(luò)的電流小，則發(fā)壓網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓必較高，這使溫度測量的分辨率不高。
下圖是進(jìn)一步改進(jìn)，再去掉一個電阻，并把Pt1000的的分壓網(wǎng)絡(luò)的一個電阻直接放在反饋回路里。這樣，在0度時(shí)，運(yùn)放的輸出就是0，在R24阻值增加時(shí)，流過它的電流減小，即流過R25的電流減小，因此運(yùn)放的輸出增加。輸出的變化范圍從0向上，不超過標(biāo)準(zhǔn)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出。R24增加一倍時(shí)，運(yùn)放輸出增加到發(fā)壓網(wǎng)絡(luò)輸出的一半。顯然，分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出越高，溫度測量的分辨率也越高。這是一個好的特性。
從第二個圖到第四個圖，系統(tǒng)越來越簡單而特性特性越來越好。
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