三线制PT100温度变送器

Question

如题所述

Answer 1

本文详细介绍了三线制PT100温度变送器的系统原理、电路设计以及具体调试过程，涵盖了从供电系统、热电阻测量电路设计到程序调试和成果展示的全过程，旨在为工业中精准测量和温度数据处理提供高效、可靠的解决方案。

在系统原理部分，文章阐述了三线制测量原理，有效地消除了导线电阻引入的误差，通过在测量端加入恒定电流，利用电路的差动放大特性，确保了测量的准确性。测量电路的设计基于恒流源和差动放大电路，其中恒流源电路利用电压基准芯片和高精度运放构建，确保了电流的恒定和误差的最小化。

电路设计中，关键在于通过恒流源电路保证了电流的稳定供应，并利用三极管Q1、Q2以及运算放大器U1.2实现高精度的差动放大，从而实现了对于PT100热电阻的有效测量。文中详细解释了电流和电压在不同节点的变化，以及如何通过电路计算出PT100的阻值。

在程序部分，采用STC8H3K32S2-45I-LQFP32微控制器进行数据采集，结合Keil C51开发环境和TKStudio V4.5.1进行程序开发，实现了从温度传感器信号到ADC转换的高效处理。同时，电路中增加了TL431电阻调整电源电压，通过单片机采集计算得出PT100的变送后的电压值。

显示功能通过TM1650控制器驱动4位8段数码管实现温度数值的直观显示，通信部分利用MAX485芯片通过RS485实时打印温度数据。此外，电源部分采用XL2009降压芯片，支持8V至36V宽电压范围供电。

整个项目在立创开源平台已得到开源发布，为工程师和专业用户提供了一个完整的参考和实验范本，助力提高工业领域中温度测量的精度和可靠性。