鉑電阻溫度儀的研制

摘要：介紹一種基于AT89C52單片機開發的PT100鉑電阻溫度儀，著重介紹溫度值的求解方法。
關鍵詞：溫度儀；鉑電阻；AT89C52；ICL7135

0 引言
用鉑電阻測溫時，由于鉑電阻的阻值與溫度成非線性關系，常用硬件電路對其進行線性補償，這不但增加了系統的復雜性，而且降低了測量精度。我們分析鉑電阻阻值與溫度的函數關系，建立溫度與電阻值的二次方程，通過求解二次方程的根，計算出被測溫度值，此方法調試簡單、精度高。

1 數學模型
我們研究的溫度測量范圍為-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關系如下：


我們設計的溫度計測量最大值為200℃，根據R(0)=100 Ω，R(200)=175．86 Ω，只要保證t=200℃時，A／D轉換器不溢出，就可先將D0確定為定值，因為我們可以通過調節放大器的放大倍數K來得到t=0℃時A／D轉換器的數字量值，不妨令D0等于10000。根據式(7)，只要知道了D0，就可通過A／D轉換器的采樣值計算出溫度。

2 硬件電路
系統的硬件主要由TL431恒流電路、AD620增益調節電路、ICL7135 A／D轉換器、AT89C52單片機、MAX7219顯示驅動、MAX232通信電路等組成，其框圖如圖2所示。