热电阻测温电路设计详解—电路图天天读（297）

　　本文分析了测温系统中恒流源信号调理模数转换等功能电路的工作原理和设计依据，并给出电路参数。温度是化工生产过程的四大参数之一，温度传感器Pt100具有体积小准确度高稳定性好等特点而被广泛应用于650℃以下的温度测量。

　　Pt100测温系统以C8051F410片上系统为控制核心，系统的原理框图，如图1 所示．包括C8051F410片上系统恒流源驱动电路信号采集电路信号调理电路显示电路按键电路以及电源电路7个组成部分。

　　恒流源驱动温度传感器Pt100，将电阻信号（80．31～280．98 ） 转换成微弱的电压信号（ 0．08～0．28V） ， 在经信号调理电路转换成0～2． 2V之间的电压信号，C8051F410片上系统内部A/D对该电压信号进行采样，根据Pt100分度表及采样电压与电阻的关系，通过软件处理最终获得精确的被测温度值，在将其对应的数字量送入显示电路进行显示。

　　硬件电路设计

　　C8051F410片上系统基本外围接口

　　C8051F410片上系统是本测温系统的控制核心． 其基本外围接口电路是保证系统正常工作的辅助电路，包括C8051F410片上系统工作所需要的JATG接口电源退耦基准滤波上电复位等基本外围电路，如图2所示。

　　图2 C8051F410基本外围电路

　　恒流源电路

　　恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt100，将其感知的随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号，实现R-V转换． 恒流源电路由运算放大器OP07 基准电压源电阻和三极管组成，为避免激励电流产生的热量影响测量精度，设计恒流源的大小为1mA． 具体实现如图3所示． VZ1是一个2．5V的稳压管，即U1－U3=2．5V; 根据运放的虚短原则，运算放大器OP07的同相端电压和反相端电压值相等，即U2=U3; 因此，电阻R31两端的电压U1－U2=2．5V; 可以计算出流经R31的电流为2． 5V/2． 5K =1mA． 根据运放虚断原理，可知，流过R31的电流将几乎全部流入复合管而不流入运放的反向端，则由复合管集电极输出电流为1mA，实现了高精度恒流源的设计。

　　图3 恒流源电路

　　设计中的关键点： 由LM336提供一个精密2．5V电压基准; R31是稳定性好的精密线绕电阻; 由两片9012组成复合管使电流放大系数 值增大，温漂系数减小，恒流值稳定。

　　编辑点评：本文简单介绍了热电阻测温电路的设计，本测温系统硬件采用三线制连接方式消除导线电阻对测量结果的影响，通过硬件滤波电路及软件数字滤波处理方法对系统干扰信号加以抑制，大大地提高了测量系统的精度和稳定性。

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