溫度傳感器工作原理及其應(yīng)用

后級(jí)單片機(jī)電路的原理圖如下：

從傳感器前置放大電路輸出的信號(hào)，就送入到 HT46R23 的 A/D 轉(zhuǎn)換輸入端口（PB0/AN0），由單片機(jī)去進(jìn)行各種必需的處理。首先是進(jìn)行軟件非線性校正，把輸入信號(hào)按照不同的溫度值劃分為不同段，再根據(jù)其所在的段分別乘以不同的補(bǔ)償系數(shù)，令其與理論值盡量接近，經(jīng)過(guò)非線性校正的數(shù)字，才被送去進(jìn)行顯示，比較用戶設(shè)定的控制值等等。

各段的非線性補(bǔ)償系數(shù)見(jiàn)下列表格（僅僅列出主要段的數(shù)據(jù)，非全部表格內(nèi)容）：

傳感電壓

本電路還有一個(gè)特點(diǎn)，就是用戶可以在工作范圍內(nèi)，任意設(shè)定 3 個(gè)超限控制值。當(dāng)測(cè)量顯示值大于設(shè)定值的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的控制端口就會(huì)輸出高電平。利用這個(gè)高電平信號(hào)，再外接一級(jí)三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的電路，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在某一個(gè)控制端口輸出高電平的同時(shí)，與之串聯(lián)的 LED 發(fā)光管會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮，以便提示使用者是哪一個(gè)設(shè)定值在輸出控制信號(hào)。

電路中的 24C02 是電存儲(chǔ)器，可以把使用者設(shè)定的控制值可靠地保存起來(lái)，即使掉電也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

電路圖中還有 3 只按鍵，它們分別是“設(shè)定”、“加置數(shù)”和“減置數(shù)”操作按鍵，用于使用者進(jìn)行超限值的設(shè)置。使用方法如下：

按動(dòng)一下設(shè)定鍵，屏幕顯示“1--”，表示現(xiàn)在進(jìn)入第一個(gè)超限值的設(shè)置，三秒后屏幕自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到顯示“***”并閃爍(*** 代表原來(lái)電存儲(chǔ)器里儲(chǔ)存的超限數(shù)值)，然后，按壓加數(shù)鍵(或減數(shù)鍵)，屏幕上的最低位的數(shù)字就會(huì)加一(或減一)，如果按住按鍵三秒以上不放開(kāi)，屏幕上的前兩位數(shù)字就會(huì)快速進(jìn)行加數(shù)(或減數(shù))。把屏幕上的數(shù)字調(diào)整到所需要的數(shù)字后，這個(gè)超限值就設(shè)置完成了。

接著，再按動(dòng)一下設(shè)定鍵屏幕顯示“2--”，表示現(xiàn)在進(jìn)入第二個(gè)超限值的設(shè)置，三秒后屏幕自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到顯示“***”并閃爍....,接下來(lái)的操作與第一個(gè)超限值的操作完全一樣。

第三個(gè)超限值的設(shè)置與上面兩個(gè)完全一樣。

當(dāng)設(shè)置好 3 個(gè)超限值之后，還必須最后按動(dòng)一下設(shè)定鍵，退出設(shè)定狀態(tài)而返回正常工作狀態(tài)。如果忘記了這最后一次按動(dòng)退出的操作，程序就會(huì)等待 10 秒之后，自動(dòng)返回正常工作狀態(tài)。

簡(jiǎn)易調(diào)試方法:

可以使用 100Ω 的電阻來(lái)模擬 PT100 在 0℃ 的阻值,接入傳感器輸入端，看看顯示是否 =000,如果不對(duì),可以調(diào)整微調(diào)電位器來(lái)達(dá)到;然后用一只 281Ω 的電阻來(lái)模擬 PT100 在 500℃ 時(shí)傳感器的電阻值,顯示應(yīng)該在 500 字±1字；最后，使用一只 194Ω 的電阻來(lái)代替 250℃ 傳感器電阻輸入,應(yīng)該顯示 250±1 字.如果經(jīng)過(guò)上面調(diào)試沒(méi)有問(wèn)題,就可以接入真正的 PT100 傳感器投入使用了.（真正的傳感器也有誤差，可以微調(diào)一下前置放大的電位器來(lái)校正它。）

在實(shí)際工作中，要求電路的供電電壓為 5V±5%.如果測(cè)量顯示值大于某一個(gè)超限值，對(duì)應(yīng)的控制端口就會(huì)立即輸出高電平。

如果傳感器發(fā)生開(kāi)路故障,顯示就會(huì)出現(xiàn)HHH,如果傳感器及其引線發(fā)生了短路,顯示就會(huì)立即出現(xiàn)LLL.為了防止傳感器出現(xiàn)開(kāi)路或者短路之后可能會(huì)引起的不良后果，這時(shí)候，3 個(gè)控制輸出端口都會(huì)優(yōu)先關(guān)閉。