PT100温度采集电路zrj.doc

黄山学院 课程设计说明书 专 业： 12自动化 班 级： 卓越班 学生姓名： 吴 金 猛 指导教师： 成 绩： 年 月 日 课 程 设 计 任 务 书 课程设计题目 Pt100温度传感采集电路 功能 技术 指标 Pt100做一个温度显示仪器，温度范围-20到600度，精度0.1度。 工作量 一周 工作计划 1,2天了解pt100,采集信息 3,4天做pt100的仿真电路 5,6天总结并做报告 指导教师评语 年 月 日 第一章 绪论 第二章 电路的方框图 第三章 单元电路设计、参数计算和器件的选择 第四章 整机电路的工作原理 第五章 电路的调试与组装 结论 收获与体会 致谢 参考文献 注：各章节标题均用三号黑体、各个章节中的1级标题均为小三黑体，正文内容均为小四宋体。 参考文献至少有5篇。 例： 第一章 绪论 1.1 设计技术要求 做一个pt100的温度传感采集电路。 2 设计目的 了解，掌握一些简单路电路的设计。 第二章 电路的方框图 第三章 单元电路设计，参数计算和器件的选择 温度显示仪表系统概述 课题要求： PT100做一个温度显示仪表，温度范围-20度到600度 ，精度0.1度 2）系统初步设计分析 温度影响PT100的电阻，也就意味着，只要测出PT100的电阻，就能测出温度，而电阻可以由设计的电路测电压或者电流计算出来，然后再将电压或者电流的模拟信号被系统采样量化转化为数字信号，再由系统进行换算，其中因为PT100的工作电流不能太大1mA左右，相应电压信号会比较微弱，所以需要放大信号，以便于后面AD采样。 而这个课程设计是温度显示仪表系统，所以系统主要分成三个部分， 是数据采集，也就是PT00的电路选择，信号的放大和AD转换。PT100的采样有两种，电阻接法有三中；为了防止非线性误差，有经过两级放大的，AD采样需要考虑采样倍数 是数据处理，将采集到的数据还原成温度，主要涉及两方面，一是滤波处理，二是转换为温度 数据输出也就是显示部分，在显示管上显示相应的数据 其中，数据采集部分应当是重点，因为它影响了整个系统的准确度，要克服电路本身被外界环境的影响，而数据处理应当注意数据的换算，显示部分相对比较简单。 3)关于PT100系统的一些简单数值估计 PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,由于它的电阻—温度关系的线性度非常好，因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT) 其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0的电阻值),T为华氏温度其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示： 在0～650范围内： Rt =R0 (1+At+Bt2) 在-200～0范围内： Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3) 式中A、B、C 为常数， A=3.96847×10-3； B=-5.847×10-7； C=-4.22×10-12； RH=R0 (1+At+Bt2) =100（1+3.96847×10-3*600+-5.847×10-7*600*600） ≈314.059Ω 最低电阻值约为 RL=R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3) =100（1+3.96847×10-3*-20+-5.847×10-7*-20*-20+-4.22×10-12） ≈92.16Ω 约跨度RH -RL=222Ω 其中跨温度620 ℃，采样精度0.1也就意味着差不多6200个采样点,每个采样点平均分摊0.0358Ω的电阻。 通过查阅PT100的使用说明得知，PT100的工作电流理应不超过1mA,所以两端电压值的变化量需要被检测出来的最大分辨率应该是 1mA*0.0358Ω=0.0358mV PT100两端的电压值的取值范围大概为0.092V~0.314V 6200个采样点需要13位二进制来表示，所以AD转换器需要分辨率13位以上，一般取16位AD转换芯片就好了。比如ADS7825，满量程10V，那么LSB差不多应该是 10/26= 0.15