如何設(shè)計(jì)一款采集處理電路？設(shè)計(jì)時(shí)要考慮什么問題？

以下內(nèi)容中，小編將基于PT100傳感器設(shè)計(jì)一款采集處理電路，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)采集處理電路的了解，和小編一起來(lái)看看吧。

一、PT100傳感器

pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測(cè)量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要由測(cè)量單元、信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元組成（由于工業(yè)用熱電阻和熱電偶分度表是標(biāo)準(zhǔn)化的，因此信號(hào)轉(zhuǎn)換器作為獨(dú)立產(chǎn)品時(shí)也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)場(chǎng)總線功能。

二、差分運(yùn)放與PT100傳感器采集處理電路設(shè)計(jì)

PT100之所以應(yīng)用很廣泛，不僅僅是因?yàn)闇y(cè)溫范圍比較寬寬更因?yàn)樗木€性度非常好，也就是溫度每升高一度，其電阻升高的值基本一致，約0.38-0.39歐姆對(duì)應(yīng)1度，通過惠斯通電橋可以測(cè)量某個(gè)橋臂電阻的變化情況，那么本方案就利用電橋來(lái)設(shè)計(jì)PT100的溫度采集方案。由于電橋出來(lái)的信號(hào)是查分信號(hào)且信號(hào)較小，所以要通過差分運(yùn)放將其放大后再送入單片機(jī)進(jìn)行AD采集，本方案選用AD623作為差分運(yùn)放芯片，這是一顆軌到軌的運(yùn)放，即能輸出的最大電壓為供電電壓。

做方案時(shí)要考慮如下幾個(gè)問題： A.  測(cè)溫范圍是多少，這決定了其他三個(gè)電阻的阻值該如何選??； B.  運(yùn)放、單片機(jī)的供電電壓是多少，這決定了運(yùn)放的放大倍數(shù)如何設(shè)計(jì)，即最大輸出不能超過單片機(jī)的AD參考電壓； 本方案的測(cè)溫范圍為0-200℃，單片機(jī)供電電壓為3.3V，設(shè)計(jì)電路圖如下：

通過電路圖可以看出如下幾個(gè)問題： A.  運(yùn)放的增益電阻R51為3.3K，即放大倍數(shù)為G=（1+100/3.3）=31.3，具體詳情可參考AD623的數(shù)據(jù)手冊(cè)； B.  電阻R2=82Ω，即當(dāng)PT100也為82Ω時(shí)，電橋平衡，差分電壓為0； C.  運(yùn)放能輸出的最大電壓為3.3V，放大倍數(shù)為31.3倍，所以最大的輸入電壓為3300/31.3=105.4mV，R5兩端的電壓為固定值V2=2.5×2000/2082=2401.5mV，那么R4兩端能輸出電壓為（2401.5-105.4）mV=2296.1mV，即R1最大為（5000/2.296）-2000=177.7Ω；   通過以上計(jì)算即可得出，R1的變化范圍為(82-177.7)Ω，即測(cè)溫范圍為(-43~205)攝氏度，滿足測(cè)溫范圍為(0-200)℃的要求。   電路設(shè)計(jì)完成后，就可以變成寫程序?qū)崿F(xiàn)溫度的采集了。 附溫度-電阻對(duì)應(yīng)表：

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