pt100温度变送器1

目录

一： 变送器的设计原理 ................................................................................................................. 2

1：pt100热电阻的介绍 ........................................................................................................... 2 2：基于双恒流源的三线热电阻测温探头电路的设计 ......................................................... 2 3：单片机最小系统介绍 ......................................................................................................... 3 4：基于ADC0804的采样系统设计 ...................................................................................... 4 5：基于1602的显示电路的设计 ........................................................................................... 5 6：基于DAC0832的模拟量输出设计 .................................................................................. 6 7 ：4~20mA电路的设计 ........................................................................................................ 7 三：程序设计 ................................................................................................................................... 7

1. 程序流程图 .......................................................................................................................... 7 2.程序如下所示： .................................................................................................................... 8

一： 变送器的设计原理

1：pt100热电阻的介绍

热电阻：电阻体的阻值随温度的变化而变化，利用此特性就可以进行对温度的测量。

pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。应用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。

热电阻PT100的分度表 温度 ℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 0 100.00 103.90 107.79 111.67 115. 119.40 123.24 127.08 130.90 134.71 138.51 142.29 146.07 149.83 153.58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电阻值（Ω） 100.39 100.78 101.17 104.29 104.68 105.07 108.18 108.57 108.96 112.06 112.45 112.83 115.93 116.31 116.70 119.78 120.17 120.55 123.63 124.01 124.39 127.46 127.84 128.22 131.28 131.66 132.04 135.09 135.47 135.85 138.88 139.26 139. 142.67 143.05 143.43 146.44 146.82 147.20 150.21 150.58 150.96 153.96 1.33 1.71 101.56 101.95 102.34 102.73 103.12 103.51 105.46 105.85 106.24 106.63 107.02 107.40 109.35 109.73 110.12 110.51 110.90 111.29 113.22 113.61 114.00 114.38 114.77 115.15 117.08 117.47 117.86 118.24 118.63 119.01 120.94 121.32 121.71 122.09 122.47 122.86 124.78 125.16 125. 125.93 126.31 126.69 128.61 128.99 129.37 129.75 130.13 130.52 132.42 132.80 133.18 133.57 133.95 134.33 136.23 136.61 136.99 137.37 137.75 138.13 140.02 140.40 140.78 141.16 141. 141.91 143.80 144.18 144.56 144.94 145.31 145.69 147.57 147.95 148.33 148.70 149.08 149.46 151.33 151.71 152.08 152.46 152.83 153.21 155.08 155.46 155.83 156.20 156.58 156.95 Pt100五段折线化数值 0-19 0.39 20-39 0.3875 40-59 0.3852 60-79 0.3828 80-100 0.3806 2：基于双恒流源的三线热电阻测温探头电路的设计 （1）稳流源电路

100.0009 100.0465 100.1369 100.2755 100.4494 R3100k3R4100k122k11100R6R183U11LM324C1nR5100kR11100kR2TL4311U2:BR8100kR9100k76R22k电流输出11LM324R10100k 左端为电压输入端，输入电压为U，通过已知参数计算得电流为i=U/R；通过引入正负反馈RT1E+S+来达到稳压的效果。 用热电阻测温时，工业设备距离计算机较远，引线很长，用以引进干扰，并在热电阻的90.00S-电桥中产生长引线误差。解决方法为三线制连接方法。 E- RTD-PT100+V

图为恒流源三线式铂阻测温电路，有两个1.25mA的电流源分别施加给PT100和100 （千分之一精度）电阻及各自同质同长的导线上。由于采用由LM324构成的39倍差分放大电路，使温度在0~100摄氏度变化，电压输入在0~1.9伏之间变化，且导线的分压部分已被消除，即0摄氏度时Pt100为100，差分放大器两端两个输入电压为0V，当升温后，差分放大电路将Pt100变化的阻值进行放大。由LM324构成的电压跟随器经阻容低通滤波起作为反映当前温度的电压值，待后续处理。该电路传感器引线的长度可达到300多米且保证精确的测量。

3：单片机最小系统介绍

最小系统是指可以保证单片机工作的最少硬件构成，对于单片机内部资源能够满足系统的需要，可直接采用最小系统。 主要接线： （1）振荡电路 （2）复位电路

（3）电源，EA使能

当最小系统可以正常工作后，可以接着做以下的工作了。

4：基于ADC0804的采样系统设计 （1）ADC0804芯片介绍 ADC0804是逐次比较型分辨率为8位的AD芯片输入电压为0~5V U11234581091967CSRDWRCLK ININTRA GNDD GNDVREF/2CLK RVIN+VIN-ADC0804D0~D7为数字信号输出端 /CS为片选端 VIN+，VIN-为模拟信号输入端 AGND 模拟信号地 DGND 数字信号地 WR写信号端，低电平有效 RD为读信号端 CLK为时钟信号端

VCCDB0(LSB)DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7(MSB)201817161514131211Vref为参考电压输入 INTR为转换结束信号 VCC接电源

本设计通过对前一级差分放大后的电压进行采样，输入单片机，然后根据所得数据进行温度显示，具体的实验图如下所示

采用P1口对单片机传输数据

5：基于1602的显示电路的设计

（1）1602是一款及常用的字符型液晶，可显示1行16个字符或2行16个字符。1602液晶模块内带标准字库，内部的字符发生存储器已经存储了160个5*7点阵字符，32个5*10的点阵字符。

（2）本设计采用的接线图如下所示

注意：lcd使用时要调好背光。不然不能正常显示。

6：基于DAC0832的模拟量输出设计

（1）DAC0832芯片介绍

DAC0832是分辨率为8位的DA转换芯片，是电流输出型芯片，常常在后面接一个运放来达到电压的输出。

输出电压公式为：-D*Vref/256=Vout （2）本设计采用的接线如下图所示

RP1RESPACK-81U119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617+88.8Volts234567U2123456710CSVCCWR1ILE(BY1/BY2)GNDWR2DI3XFERDI2DI4DI1DI5DI0DI6VREFDI7RFBIOUT2GNDIOUT1DAC08322019181716151413121118XTAL2U3:A3129RST293031PSENALEEA114LM32412345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7ATC52-5V+88.8Volts 100k1R1510U2:AR3100k34R412100k7 ：4~20mA电路的设计 2k11100R6R183U11 4~20mA的电路是采用上述所说的稳流源电路实现的，通过LM324DA输出的电压的改变从而达到电流的改变。电路图如下所示。 R5 R11100k100kC1nR2TL4311U2:BR8100kR9100k76R22k电流输出11LM324R10100k RT1三：程序设计 E+S+1.程序流程图 90.00S- E- RTD-PT100 +V开始 初始化 对AD采样 计算温度 显示温度 输出信号到DA DA输出电压 恒流源产生电流 2.程序如下所示： #include #include

#define uint unsigned int #define uchar unsigned char

uchar code table[] ={\"Temperature\uchar code table1[]={\"01234567.C\sbit adwr=P3^6; sbit adrd=P3^7; sbit adcs=P3^5; sbit lcdrs=P3^0; sbit lcden=P3^1; sbit dacs=P3^2; sbit dawr=P3^3; uchar num;

void delay(uint z) {

uint x,y;

for(x=z;z>0;z--)

for(y=110;y>0;y--); }

void write_com(uchar com)//对1602显示的设置指令 {

lcdrs=0; P2=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; }

void write_date(uchar date)//1602要显示的数据 {

lcdrs=1; P2=date; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; }

void init()//对1602进行初始化 {

lcden=0;

write_com(0x38); write_com(0x0c); write_com(0x06); write_com(0x01); }

void display(uchar bai,uchar shi,uchar ge,uchar s,uchar b)//显示部分 {

write_com(0x80);

for(num=0;num<11;num++) {

write_date(table[num]); delay(5); }

write_com(0x80+0x40); write_date(table1[bai]); delay(5);

write_date(table1[shi]); delay(5);

write_date(table1[ge]); delay(5);

write_date(table1[10]); delay(5);

write_date(table1[s]); delay(5);

write_date(table1[b]); delay(5);

write_date(table1[11]); delay(5); }

void main()//主函数 {

while(1) {

uchar A1,A2,A3,A4,A5,a; float adval; float daval; float tem; init();

adcs=0;//cs置零 dacs=0; dawr=0; while(1) {

adwr=1; //AD进行采样 _nop_(); adwr=0; _nop_();

adwr=1; for(a=10;a>0;a--) {

display(A1,A2,A3,A4,A5); }

P1=0xff; adrd=1; _nop_(); adrd=0; _nop_();

adval=P1; //采样完毕 adrd=1;

adval=(5.0/256)*adval; //将采集的数进行温度的转化 adval=adval-0.03875; //硬件误差

if(adval<0.380079) //PT100的线性化 tem=(adval/0.04875-0.0009)/0.39; else if(adval<0.757814)

tem=(adval/0.04875-0.0465)/0.3875; else if(adval<1.133121)

tem=(adval/0.04875-0.1369)/0.3852; else if(adval<1.506248)

tem=(adval/0.04875-0.2755)/0.3828; else if(adval>=1.506248)

tem=(adval/0.04875-0.4494)/0.3806;

//adval=adval/(0.00048125*39); A1=(uchar)(tem/100);

A2=((uchar)(tem/10))%10; A3=((uchar)(tem))%10; A4=((uchar)(tem*10))%10; A5=((uchar)(tem*100))%10; //if(adval<0.7508)

// daval=1.1125+adval*2.2376; //else if(adval<1.3139)

// daval=0.8+adval*2.2376; // else // daval=1.1125+adval*2.2376;

//if(adval>0.9)

//daval=0.8+adval*2.2376; //P0=daval;

daval=adval*2.131+0.2; P0=daval*51; delay(1000); } } }