PT1000溫度測量,PT1000溫度檢測和控制

2021-01-08 電子發燒友
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PT1000溫度測量，PT1000溫度檢測和控制

發表於 2017-10-26 10:29:24

　　溫度是日常生活、工業、醫學、環境保護、化工、石油等領域最常遇到的一個物理量，也是工業控制中主要的被控參數之一。對溫度的測量與控制在現代工業中也是運用的越來越廣泛。作為在各種控制場合經常使用的傳感器，它的性能好壞會直接影響到系統性能。

　　因此，要選擇適當的傳感器，不僅要掌握各種類型傳感器的結構、原理及性能指標，還必須懂得傳感器的信號應該如何控制、處理和現實，只有通過對傳感器應用實例的分析了解，才能掌握傳感器的開發和應用。

　　現在越來越多的傳感器被用於各個領域，且為了提高自身的功效、時效及生產力，各領域的專家們也在自主研發適用於該領域的傳感器，於是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統不斷湧現。接下來我們主要來談談PT1000溫度檢測和控制部分的相關信息。

　　（1）測溫電路部分

　　測溫環節電路輸出的電壓範圍為0.3-3.3V。下圖是我設計的測溫環節電路圖。選用PT1000（PT1000阻值變化幅度大，測溫的靈敏度較PT100高一些；PT100更適合大範圍測溫）。電橋電壓為TL431產生的基準電壓4V。或者用REF3140產生一個穩定的4.096V作為電橋的輸入電壓。R1和R2作為電橋的兩臂，考慮到流過PT1000的電流不超過0.5mA，選擇R1和R2阻值為7.5K。

　　電橋輸入送到由OP07組成的差動放大電路中。經過放大後電壓輸出送到STM32的AD採樣埠。由電橋平衡的計算公式可以算出，R3+R4=984.4歐，取值985歐；差動放大電路放大倍數為45.13倍，取值45倍。此時根據選取的參數可以算出：在0攝氏度時：輸出電壓為287.366mV；15攝氏度時，輸出電壓為1.399V；40攝氏度時，輸出電壓為3.207V。

　　

　　圖1 測溫部分電路圖

　　（2）溫控部分

　　TEC驅動晶片採用BTS7960電機驅動晶片。BTS7960持續的漏極電流高達40A，能允許PWM的頻率從0Hz到25kHz之間任意變化。驅動電流可直接由輸入邏輯電平控制。輸入INH和IN引腳的電平在1.75V以上就可以識別為高電平，1.4V以下就可以識別為低電平；可以用STM32單片機直接驅動。其電平特性如圖2所示。

　　

　　圖2 BTS7960電平特性

　　本身BTS7960可以組成半橋驅動電路，在實際應用中，我將兩片BTS7960組成全橋驅動電路。可以實現對流通TEC電流的方向控制，即可以實現TEC製冷，也可以使TEC進行加熱。實際電路圖如圖3所示。

　　

　　圖3 TEC驅動電路

　　PWM1接單片機定時器的PWM輸出埠，進行佔空比的調節。CONTROL接單片機普通IO口，對BTS7960進行工作和休眠兩種狀態的控制（當設定為低電平進入睡眠狀態）。DIR接單片機普通IO口，控制流通TEC的電流方向。當IN輸入為1時，高端MOSFET開通，低端MOS-FET關斷，反之則高端關斷低端開通。

　　（3）電平轉換部分

　　採用SN74LVC4245IO接口電平轉換晶片，共8路。可以實現3.3V和5V電平互轉。其封裝（也有貼片封裝）和功能列表如圖4所示。

　　

　　圖4 SN74LVC4245晶片引腳圖和功能說明

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