一种基于Pt100新型高精度测温电路制造技术

一种基于Pt100新型高精度测温电路。本发明专利技术在Pt100温度传感器的两端设计了两路恒流源，使电路的电流恒定，不易受到电路中电流波动的干扰；然后设计了二级放大电路，对Pt100采集到的信号进行放大，又在每一级放大电路中加入了恒压源，为电路提供稳定的参考电压；本发明专利技术具有测温精度高、性能温度、误差满足实际要求，系统运行稳定可靠。其中包括双路恒流源模块、Pt100温度传感器、二级放大电路、主控芯片、JTAG下载模块、显示模块；其结构要点是：所述双路恒流源模块的输出连接Pt100温度传感器的输入，Pt100温度传感器的输出连接二级放大电路，二级放大电路的输出连接主控芯片的一个输入端；所述主控芯片的另一输入端连接JIAG模块，所述主控芯片的一个输出端连接显示模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术应用在工农业、国防、航天和科研等许多领域，具体地涉及一种基于Pt100新型高精度测温电路。
技术介绍
在工农业、国防、航天和科研等许多领域，温度测量一直都起着举足轻重的作用。传统的温度测量仪器响应慢、精度低、可靠性差、效率低，已经不能适应现代化工业的需求。随着传感器技术和电子测量技术的发展，以单片机为主的测温系统已广泛应用于生活的各个方面。Pt100是用很细的铂丝绕在云母支架上制成，是国际公认的高精度测温标准传感器。因为铂电阻在氧化性介质中，甚至高温下其物理、化学性质都非常稳定，因此它具有精度高、稳定性好、性能可靠的特点。因此铂电阻可以在-200～650℃范围内得到广泛应用。Pt100是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应的温度。因此基于Pt100温度传感器的高精度测温电路在工业中得到广泛应用。但是，目前的Pt100温度传感器在许多测温电路设计中的测量效率低下，为了提高Pt100温度传感器测温的准确性，新型的高精度测温的出现是很有价值的。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基于Pt100新型高精度测温电路；本专利技术在Pt100温度传感器的两端设计了两路恒流源，使电路的电流恒定，不易受到电路中电流波动的干扰；然后设计了二级放大电路，对Pt100采集到的信号进行放大，又在每一级放大电路中加入了恒压源，为电路提供稳定的参考电压；本专利技术具有测温精度高、性能温度、误差满足实际要求，系统运行稳定可靠。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术一种基于Pt100新型高精度测温电路，由硬件和软件两部分组成，其中硬件部分包括双路恒流源模块、Pt100温度传感器、二级放大电路、主控芯片、JTAG下载模块、显示模块；其结构要点是：所述双路恒流源模块的输出连接Pt100温度传感器的输入，Pt100温度传感器的输出连接二级放大电路，二级放大电路的输出连接主控芯片的一个输入端；所述主控芯片的另一输入端连接JIAG模块，所述主控芯片的一个输出端连接显示模块。作为本专利技术的一种优选方案，所述主控芯片采用AVR系列的Atmega16，所述Atmega16自身设置有JTAG接口、8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC、可编程看门狗定时器、一个SPI串行端口。作为本专利技术的另一种优选方案，所述双路恒流源模块采用集成运放LM324AD构成，其中所述双路恒流源模块的基准电压由TL431的参考电压输出端进行提供。作为本专利技术的另一种优选方案，所述二级放大电路采用比例差分放大电路和比例放大电路构成；其中所述比例差分放大电路加入恒压源TL431作为参考电压的提供，所述比例放大电路加入恒压源LM4040作为参考电压的提供。另外，本专利技术所述软件部分包括滤波算法和二分查找算法；其中所述滤波算法是通过软件算法对得到的数据进行处理，从而屏蔽掉噪声和干扰杂波信号等，从而获得可用的真实数据，也就是通过程序处理的方式完成数据采集信号的处理，因而可靠性高、稳定性好，而且不存在阻抗匹配问题；所述二分查找法具有比较次数少，查找速度快，平均性能好的优点，更适用于不经常变动而查找频繁的有序列表，由于Pt100温度传感器在温度变化时，电阻的变化并不是线性的，因此本专利技术采用二分查找的方法来计算温度。本专利技术的有益效果是。本专利技术提供一种基于Pt100新型的具有高精度测温的电路；其中硬件电路中首先在Pt100温度传感器的两端设计了两路恒流源，使电路的电流恒定，不易受到电路中电流波动的干扰；然后设计了二级放大电路，对Pt100采集到的信号进行放大，又在每一级放大电路中加入了恒压源，为电路提供稳定的参考电压。在软件设计中，首先通过A/D转换得到数字信号，然后使用防脉冲干扰平均滤波法，以滤掉产生的干扰信号，最后通过二分查找法计算得到所对应的温度值，并显示出来。本专利技术给出了一种新的基于Pt100的测温方案，方案中采用Pt100温度传感器的三线制接法，消除了导线上的电阻对测量结果的影响，并用恒流源对初始信号进行调理补偿，提高了信号的稳定性，经过带有恒压源的二级电路放大、A/D转换，并用软件对数字信号进行滤波，最后采用二分查找法计算出温度，并显示。实际应用表明，本专利技术测温方案测温精度高、性能温度、误差满足实际要求，系统运行稳定可靠。附图说明图1是本专利技术一种基于Pt100新型高精度测温电路的总体框图。图2是本专利技术一种基于Pt100新型高精度测温电路的系统总体流程图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术一种基于Pt100新型高精度测温电路的总体框图。其中，包括双路恒流源模块、Pt100温度传感器、二级放大电路、主控芯片、JTAG下载模块、显示模块；其结构要点是：所述双路恒流源模块的输出连接Pt100温度传感器的输入，Pt100温度传感器的输出连接二级放大电路，二级放大电路的输出连接主控芯片的一个输入端；所述主控芯片的另一输入端连接JIAG模块，所述主控芯片的一个输出端连接显示模块。本专利技术所述主控芯片采用AVR系列的Atmega16，所述Atmega16自身设置有JTAG接口、8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC、可编程看门狗定时器、一个SPI串行端口。ATmega16是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，具有丰富的指令集，16K字节的系统内可编程Flash，512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU)相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器，这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。本专利技术所述双路恒流源模块采用集成运放LM324AD构成；其中基准电压由TL431的参考电压输出端进行提供。TL431是可控精密稳压源，是一种并联稳压集成电路，性能好、价格低，它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从2.5V到36V范围内的任何值。两路恒流源分别连接在温度传感器Pt100的两端，将采集到的信号转换成标准的电压信号，第二个恒流源输出端使用的是2K的滑动变阻器，目的是可以调节电流的大小，使两路恒流源的大小相同。所述二级放大电路采用比例差分放大电路和比例放大电路构成。其中第一级放大电路为比例差分放大电路，在第一级放大电路中加入了恒压源作为参考电压，使电路具有恒定的参考电压，恒压源的参考电压由TL431构成的电路提供；第二级放大电路为比例放大电路，使信号再次放大；在第二级放大电路中也加入了恒压源，为放大器提供恒定的参考电压值，恒压源采用LM404085组成的稳压电路提供稳定电压，LM4040具有温度范围宽，可调电压的输出模式，无需滤波电容即可输出高精度的参考电压。另外，本专利技术所述软件部分包括滤波算法和二分查找算法；其中所述滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Pt100新型高精度测温电路，其中硬件部分包括双路恒流源模块、Pt100 温度传感器、二级放大电路、主控芯片、JTAG 下载模块、显示模块；其特征在于：所述双路恒流源模块的输出连接Pt100 温度传感器的输入，Pt100 温度传感器的输出连接二级放大电路，二级放大电路的输出连接主控芯片的一个输入端；所述主控芯片的另一输入端连接JIAG模块，所述主控芯片的一个输出端连接显示模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于Pt100新型高精度测温电路，其中硬件部分包括双路恒流源模块、Pt100温度传感器、二级放大电路、主控芯片、JTAG下载模块、显示模块；其特征在于：所述双路恒流源模块的输出连接Pt100温度传感器的输入，Pt100温度传感器的输出连接二级放大电路，二级放大电路的输出连接主控芯片的一个输入端；所述主控芯片的另一输入端连接JIAG模块，所述主控芯片的一个输出端连接显示模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于Pt100新型高精度测温电路，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福霞，
申请(专利权)人：李福霞，
类型：发明
国别省市：辽宁;21