鉑電阻溫度儀的研制

摘要：介紹一種基于AT89C52單片機(jī)開發(fā)的PT100鉑電阻溫度儀，著重介紹溫度值的求解方法。
關(guān)鍵詞：溫度儀；鉑電阻；AT89C52；ICL7135

0 引言
用鉑電阻測(cè)溫時(shí)，由于鉑電阻的阻值與溫度成非線性關(guān)系，常用硬件電路對(duì)其進(jìn)行線性補(bǔ)償，這不但增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且降低了測(cè)量精度。我們分析鉑電阻阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系，建立溫度與電阻值的二次方程，通過(guò)求解二次方程的根，計(jì)算出被測(cè)溫度值，此方法調(diào)試簡(jiǎn)單、精度高。

1 數(shù)學(xué)模型
我們研究的溫度測(cè)量范圍為-50℃～200℃，精度要求±0．2℃。選用PT100鉑電阻溫度傳感器(TCR=0．003851)，鉑電阻采用恒流供電，如圖1。Pt100鉑電阻的阻值與溫度函數(shù)關(guān)系如下：


我們?cè)O(shè)計(jì)的溫度計(jì)測(cè)量最大值為200℃，根據(jù)R(0)=100 Ω，R(200)=175．86 Ω，只要保證t=200℃時(shí)，A／D轉(zhuǎn)換器不溢出，就可先將D0確定為定值，因?yàn)槲覀兛梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)K來(lái)得到t=0℃時(shí)A／D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量值，不妨令D0等于10000。根據(jù)式(7)，只要知道了D0，就可通過(guò)A／D轉(zhuǎn)換器的采樣值計(jì)算出溫度。

2 硬件電路
系統(tǒng)的硬件主要由TL431恒流電路、AD620增益調(diào)節(jié)電路、ICL7135 A／D轉(zhuǎn)換器、AT89C52單片機(jī)、MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)、MAX232通信電路等組成，其框圖如圖2所示。