【工程師實戰】自己寫的PT100測溫和溫度軟體校準方法

2020-12-03 電子工程專輯

Pt100在-50℃時，電阻值是80.31R，在0℃的時候，電阻值是100R，在100℃時，電阻值是138.51R，在200℃時，電阻值是175.86R，300℃時，電阻值是212.05R，在500℃時，電阻值是280.98R，如果我們的溫度控制範圍在-50℃ --- 500℃，可以看到電阻值的範圍是80R --- 300R，其電阻變化是220R，溫度變化是550多度，電阻每一歐姆變化大概對應2.5攝氏度的溫度變化。對單片機來說，只能通過ADC來採集電壓，所以要把電阻的變化轉化成電壓的變化，這樣單片機才可以去識別，並轉化成溫度。電阻的測量方法有很多種，每一種都有不同的特點，常用的有(1)分壓法，(2)恆流法，(3)電橋。


(1)分壓法：分壓電路如下圖，就是電阻分壓，然後測量PT100上的電壓變化量，這個變化量很小，所以一般要放大。這個電路的優點是原理簡單可靠，測量精度有分壓電阻決定。


(2)恆流法：恆流法就是讓流過pt100上的電流恆定，一般是1ma(因為1ma以上的電流會引起pt100發熱)，這樣再去測pt100上的電壓，和分壓法相比，它的測量精度由給定的恆流精度決定。


(3)電橋法：電橋法如下圖所示，其實上面的分壓法本質也是電橋，不過是單橋，下面的是雙橋，我們就用雙橋來做pt100的測溫吧。我用的是STM32F030F4的3.3V的單片機，ADC的電壓範圍就是0-3.3v，AD是12位的，所以AD值的範圍就是0 --- 4095，我的電橋是3.3V的電壓，和 單片機的ADC電源用的同一個電壓，如果想要更高精度的溫度，可以用恆壓源TL431或者更穩定的恆壓源IC。


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