Ⅰ 三線制PT100溫度變送器
本文詳細介紹了三線制PT100溫度變送器的系統原理、電路設計以及具體調試過程,涵蓋了從供電系統、熱電阻測量電路設計到程序調試和成果展示的全過程,旨在為工業中精準測量和溫度數據處理提供高效、可靠的解決方案。
在系統原理部分,文章闡述了三線制測量原理,有效地消除了導線電阻引入的誤差,通過在測量端加入恆定電流,利用電路的差動放大特性,確保了測量的准確性。測量電路的設計基於恆流源和差動放大電路,其中恆流源電路利用電壓基準晶元和高精度運放構建,確保了電流的恆定和誤差的最小化。
電路設計中,關鍵在於通過恆流源電路保證了電流的穩定供應,並利用三極體Q1、Q2以及運算放大器U1.2實現高精度的差動放大,從而實現了對於PT100熱電阻的有效測量。文中詳細解釋了電流和電壓在不同節點的變化,以及如何通過電路計算出PT100的阻值。
在程序部分,採用STC8H3K32S2-45I-LQFP32微控制器進行數據採集,結合Keil C51開發環境和TKStudio V4.5.1進行程序開發,實現了從溫度感測器信號到ADC轉換的高效處理。同時,電路中增加了TL431電阻調整電源電壓,通過單片機採集計算得出PT100的變送後的電壓值。
顯示功能通過TM1650控制器驅動4位8段數碼管實現溫度數值的直觀顯示,通信部分利用MAX485晶元通過RS485實時列印溫度數據。此外,電源部分採用XL2009降壓晶元,支持8V至36V寬電壓范圍供電。
整個項目在立創開源平台已得到開源發布,為工程師和專業用戶提供了一個完整的參考和實驗範本,助力提高工業領域中溫度測量的精度和可靠性。