Tsim Daim Duab Ntawm High-Precision Thermal Kuj Kev Ntsuas Hluav Taws Xob Raws Li Ntawm Peb-Hlau System

Thermistor lub sensor yog qhov ntsuas kub uas nws tus nqi tiv thaiv kev hloov pauv nrog qhov kub thiab txias. Ntawm lawv, tus cua sov ua los ntawm cov hlau platinum tau siv dav siv vim nws qhov raug ruaj khov, thiab ntsuas ntau ntau yam. Tus Thermistor Thermometers Ntsuas Kev Ntsuas Kub yog tsim los ntawm tus ntsuas kub ntsuas kub, ntsuas cov xov hlau, thiab cov xov hlau txuas. Txij li thaum qhov kub siab rau ntawm cov ntsuas kub ntawm tus kheej yog tsawg, cov kab tsis kam ntawm cov hlau txuas tau muaj qhov cuam tshuam ntawm kev ntsuas qhov tshwm sim uas tsis tuaj yeem tsis quav ntsej. Txhawm rau tshem tawm cov cawv ntawm cov hlau tiv taus, tus pas ntsuas kub siv tau siv cov qauv ntsuas hluav taws xob ntsuas peb-hlau txoj kev sib txuas. Txoj kev no tuaj yeem them nyiaj rau qhov ntsuas kub thiab txias rau qee yam, tab sis kev cuam tshuam ntawm cov kab tsis kam muaj. Ib tug peb-hlau hlau tiv thaiv txoj kev raws li tas mus li voltage thiab voltage divider tau npaj siab. Lub Circuit Court yog yooj yim thiab yooj yim siv, thiab cawv ntawm cov hlau tiv taus tuaj yeem tshem tawm tag nrho. Piv nrog cov hlau tiv thaiv txoj kev tau npaj rau hauv cov ntawv siv hluav taws xob tiv thaiv cov hlau ua kom tau nyiaj, tus qauv no muaj cov hlau yooj yim tiv thaiv Circuitation.

1 Tsom xam cov ntsuas ntsuas kub

Rau pt100 platinum ntsuas tus pas ntsuas kub, kev sib raug zoo ntawm nws txoj kev tiv thaiv thiab kub yog muab hauv thoob ntiaj teb kub teev bs {{1} raws li qhia hauv cov mis (1).

Hauv cov qauv, RT yog qhov tsis kam ntawm cov thermal resistor ntawm qhov kub ntawm t depl, r {{{{{{5} -1, B =-5
Los ntawm cov mis (1), nws tuaj yeem pom tau tias qhov rhiab ntawm PT1 {{{} {13} {15}}. 38ω / degree. Txhawm rau txhawm rau txo cov kab ntawm cov kab tsis kam ntawm cov hlau txuas rau ntawm qhov ntsuas tshwm sim, peb-xaim choj. Vr =1 v. Lub Circuit Coach uas yog qhia hauv daim duab 1. R2}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} Hauv Circuit Court no, peb cov xov hlau txuas nrog lub sensor choj npab, tus choj resistor choj thiab cov zis zaum kawg. Txoj kev no tuaj yeem yooj yim ntsuas qhov tsis kam RT ntsuas. Txawm li cas los xij, hauv kev siv tiag tiag, muaj feem ntau qhov kev ncua deb ntawm qhov ntsuas kub thiab ntsuas qhov ntsuas kub ntawm cov xov hlau yog hais txog 0.1 ~ 0.5 ω / m. Qhov ntsuas qhov yuam kev los ntawm kev sib txuas hlau tiv taus r tsis tuaj yeem tsis quav ntsej.

Raws li muaj nyob hauv daim duab 1, thaum cov kab tsis kam r tsis yog txiav txim siab, cov kev tawm tsam vr (r}} r)} r} r)} r), kwv yees tias tus choj yog sib npaug thaum rt {{9} rx, uas yog, r2rx tsis kam r} r} r} r} r Qhov yuam kev tshwm sim los ntawm lub hav zoov ntawm cov kab tsis kam r tuaj yeem suav nrog:

Nws tuaj yeem pom tias cov hlau tiv thaiv r cuam tshuam cov kev ntsuas tshwm sim ntawm RT, thiab nws tsis tuaj yeem tshem tawm ntawm Circuit Court. Raws li kev txheeb xyuas saum toj no, ib qho hluav taws xob tas li peb-hlau siab-precision preamplifier Circuit Court uas tuaj yeem tshem tawm cov hlau yuam kev tau npaj siab.

2 Kev ntsuas hluav taws xob tas li peb-hlau ntsuas Circuit Court

2.1 ntsuas lub hauv paus ntsiab lus

Lub Voltage divider peb-hlau txoj kev siv ntawm no los ntsuas kev cuam tshuam tuaj yeem tshem tawm cov kev cuam tshuam ntawm cov hlau tawm. Nws cov duab schematic yog qhia hauv daim duab 2. Qhov twg RT yog lub thermal resistor. r yog qhov sib npaug tsis kam ntawm cov hlau. VR yog qhov ntsuas hluav taws xob, Vad yog cov siv hluav taws xob ntawm A / D Converter, thiab yog qhov ntsuas hluav taws xob.

Txoj kev sib raug yooj yim tuaj yeem tau los ntawm OHM txoj cai:

Los ntawm cov mis mos (3), nws tuaj yeem pom tau tias thaum RV thiab VR paub, kom tau RT, tsuas yog V2 thiab nws tsis muaj dab tsi ua rau cov hlau tiv taus r. Thiab ntsuas ntsuas qhov tseeb tsuas yog nyob ntawm qhov tseeb ntawm RV thiab ntsuas qhov tseeb ntawm V1 thiab v2. Lub hlau tsis kam uas tsis tuaj yeem tshem tawm hauv txoj kev Choj yog tag nrho tshem tawm nyob rau hauv tas mus li voltage divider peb-hlau txoj kev.
Txij li qhov ntsuas kub ntawm cov thermal resistor yuav sawv thaum tam sim no hla nws, nws txoj kev kub siab los ntawm kev tawm tsam tus kheej los ntawm cov thermal resistor yuav tsum tau txiav txim siab. Cov feem ntau siv PT1 0 0 Thermal resistor tsav tam sim no yog txog 1 ma. Ntawm {{13 {13}} degree, nws yog sib npaug rau tus kheej cua kub zog ntawm 0.1 mW. Thaum ntsuas nrog qhov ntsuas cua sov, lub zog cua kub rau tus kheej yuav tsum tau txo kom txo ntxiv kom txo tau tus kheej-cua kub ua yuam kev. Ntawm no, vr =2. 5V thiab rv {{11 Kω tau teeb tsa, thiab lub zog cua kub li qub yog li 0.006 mw.

2.2 kev ntsuas los txhim kho qhov ntsuas raug

Zoo ib yam li cov qauv ntawm peb-xaim choj sib npaug, cov zis tawm v1 thiab v2 ntawm cov txiaj ntsig kev ua kom muaj txiaj ntsig, thiab thawj-qib hluav taws xob hluav taws xob yuav tsum tau ntxiv ua ntej A / D hloov dua siab tshiab. Qhov siv voltage vr feem ntau yog muab los ntawm ib tug precision extrant voltage qhov chaw los muab lub ntsuas hluav taws xob ruaj khov. Ib qho ntxiv, thaum lub microcontroller software xaiv qhov tsim nyog algorithm thiab cov lus ntev hauv kev suav lej, kev suav suav ua tau kuj tseem tuaj yeem tsis quav ntsej. Txawm li cas los xij, lub amplification qhov thiab RV ntawm lub amplifier Circuit Court yuav sib txawv ntawm cov khoom sib xyaw, qhov tseeb ntawm cov khoom sib xyaw yog qhov nyuaj los xyuas kom ntseeg tau tias muaj kev sib raug zoo. Yog li no, rau cov lus qhia tshwj xeeb hauv Circuit Cours, qhov yuam kev tshwm sim los ntawm thiab RV yuav tsum tau txiav txim siab.
Txhawm rau tshem tawm qhov yuam kev los ntawm thiab RV, txoj kev ntsuas hluav taws xob tuaj yeem siv tau los txiav txim siab ntsuas qhov tseeb thiab kev ntsuas RV thaum lub sij hawm ntau lawm. Ob qho kev ntsuas no tau sau tseg hauv qhov tsis muaj qhov tsis txaus siab ntawm qhov ntsuas. Thaum ntsuas ntsuas kub, cov ntsuas yog nyeem thiab suav nrog rau cov mis (1) kom tau txais qhov ntsuas kub raug ntsuas kom raug.
Yog tias cov hlau ntev hauv daim duab 2 yog hloov los ntawm cov hlau luv tshaj plaws (ie r =0), thiab qhov chaw so tsis hloov pauv, tom qab ntawd:

Hauv cov mis (4), r yog precision resistor nrog ib tug paub tus nqi tiv thaiv; D yog qhov tshwm sim ntawm A / D Kev Nkag Siab, uas tuaj yeem yooj yim nyeem los ntawm cov ntsuas cov khoom siv; VR thiab Vad yog siv voltages, uas yog tas li; yog tag nrho cov tseem ceeb tshaj plaws ntawm Circuit Court; K yog qhov sib npaug ntawm A / D Kev Hloov Siab, xws li k {1}} {2}} me ntsis a / d converter. Tom qab ntawd muaj tsuas yog ob leeg tsis paub RV thiab hauv cov mis (2). Rau qee qhov kev nkag mus rau Circuit Court, yog tias ob qho precision resistors r1 thiab r2 nrog kev ntsuas pom muaj nyob hauv daim duab 2 rau kev ntsuas, sim ua kom muaj ob qho kev sib txawv ntawm cov kab sib txawv ntawm cov kab sib txawv no tuaj yeem tau txais. Yog li, rau qee qhov kev tawm tswv yim hauv Circuit Cours, thiab RV tuaj yeem daws tau los ntawm kev sib npaug, thiab cov txiaj ntsig tau muaj raws li hauv qab no:

Cov qauv kev ntsuas hluav taws xob saum toj no tuaj yeem suav tau raws li hauv qab no: Ob lub cim precision resistors R1 thiab R2 uas muaj lub ntsej muag sib txuas, thiab qhov tsis kam ntawm cov xaim xaim txuas tau ntau li ntau tau. Nyob rau lub sijhawm no, ntsuas ntsuas ntsuas D1 thiab D2 tau sau cia, thiab cov tsis paub tsis tau thiab RV ntawm qhov ntsuas ntsuas ntsuas tau muab suav los ntawm kev hloov pauv ntawm cov mis (5). Hauv kev siv, nws raug nquahu kom siv cov peev txheej qub rau VR thiab Vad, yog li cov kev suav ntawm cov mis (5) yog kev ywj siab ntawm qhov tseeb ntawm cov kev siv hluav taws xob. Cov qauv no txo ​​qhov sib txawv ntawm cov chaw sib txawv, tshwj xeeb yog hais tias lub sijhawm muaj sijhawm drift thiab kub ntawm cov sib txawv.
2.3 Ntsuas Kev Ntsuas
Daim duab 3 yog cov tswv yim pem hauv ntej ntawm qhov siab-precision pt100 ntsuas ntsuas pt100 ntsuas qhov ntsuas kub ntawm A / D Converter ICL7135 yog tib qhov chaw txheeb ze. Ob lub suab ntsuas ob qho ntsuas pom cov paib V1 thiab V2 ntawm PT100 yog nthuav dav los ntawm tib lub zog ua haujlwm (} r3 / r4) lub sij hawm thiab tom qab ntawd nkag mus rau A / D Converter. Lub micro Ribay K1 yog siv rau kev xaiv channel. Txoj kev qhia no cov kev ua haujlwm ua haujlwm, A / D Converter, thiab kev siv voltage tau, txo qhov sib txawv ntawm cov khoom sib txawv ntawm qhov ntsuas tau. A / d hloov dua siab tshwm sim ntawm ICL7135 tau txuas nrog microController hauv cov qauv IO txuag IO chaw nres nkoj ntawm microcontroller. Thaum ntsuas qhov Circuit Court, cov qauv tiv taus 100ω thiab 300ω tau siv rau kev ntsuas, thiab kev ntsuas hluav taws xob thiab RV yog khaws cia hauv EEPROM ntawm microcontroller system. Hauv kev ntsuas tiag tiag, lub microcontroller system yuav siv tawm thiab RV raws li paub qhov tseem ceeb, thiab xam cov kev tiv thaiv RT tus nqi los ntawm cov mis (3).

2.4 Tsom ntsuam ntsuas ntsuas ntsuas hluav taws xob

Piv nrog rau peb-xaim ntsuas tus choj choj, qhov kev pom tau tshwm sim ntawm cov Circuit Court tau zoo heev. Cov lus 1 yog qhov sib piv ntawm cov qauv tiv taus qhov tseem ceeb ntsuas los ntawm ob txoj kev sib txawv. Ntawm lawv, r yog kab tsis kam.

Nws tuaj yeem pom los ntawm lub rooj 1 hais tias ntsuas qhov ntsuas ntsuas tus choj sib npaug muaj qhov yuam kev loj, thiab qhov yuam kev los ntawm kev nce ntawm cov kab tiv thaiv R yog qhov loj dua. Raws li cov txiaj ntsig tsis kam ntawm cov thermal resistor kom ntsuas tau nce, kev ua yuam kev tsis muaj ntxiv. Hauv Table 1, qhov yuam kev tsis raug yog 2.57% thaum ntsuas kev tawm tsam rt =300 ω thiab cov kab tsis kam r}} ω. Qhov ntsuas ntsuas ntsuas tau ntawm kev txhim kho peb-hlau txoj kev siv nyob rau hauv cov ntawv no tsuas yog 0. 1% hauv cov ntaub ntawv ntsuas ntau. A / D Converter siv nyob rau hauv Circuit Court tsuas yog sib npaug rau {12}} ntsis A / D Kev Hloov Dua Qhov Tseeb. Yog tias qhov siab dua-precision a / d converter yog siv, ntsuas kev ntsuas siab yog qhov ua tiav. Nyob rau hauv lub tiag tiag thermal Resistor Sensor Kub Ntsuas Ntsuas, nws kuj tseem yuav ntxiv cov kev pab cuam cuam tshuam ntsig txog kev ntsuas kub. Ntawd yog, tom qab RT yog ntsuas, tus nqi kub tiag tiag tuaj yeem daws tau cov qauv ntawm cov mis (1).

3 Xaus

Qhov peb-hlau ntsuas choj choj yog dav siv hauv kev ntsuas thermal resist, tab sis muaj teeb meem uas ntsuas kev ua yuam kev los ntawm lub sensor txhuas tsis tuaj yeem raug tshem tawm. Daim ntawv no tsom xam cov teeb meem uas twb muaj lawm nyob rau hauv kev ntsuas ntsuas hluav taws xob, thiab teeb tsa cov teeb meem ntsuas hluav taws xob, thiab teeb tsa cov teeb meem ntsuas hluav taws xob, thiab teeb tsa cov teeb meem tas li, suav nrog lub teeb liab ntsuas hluav taws xob, thiab teeb tsa cov teeb liab kev ntsuas thiab cov teeb liab thiab ib qho / d converter zoo li Raws li ib qho kev sib cuam tshuam nrog ib-nti microcomputer. Thaum kawg, qhov ntsuas qhov tseeb ntawm cov qauv tsim qauv yog sim thiab txiav txim siab. Qhov kev sim ntsuas pom tau tias thaum lub caij nyoog peb-xaim choj ntsuas ntsuas tus qauv ntawm 2.57%, thaum ntsuas qhov ntsuas tau ua yuam kev tsuas yog ± 0.1%. Yog li, lub siab-precision peb-xaim thermal resistor ntsuas hluav taws xob tau txais.