基于铂电阻的数字温度测量系统设计

时间:2009-06-25来源:网络

1.3 信号调理电路设计
由于铂电阻的温度电阻特性具有线性度不好,在进行线性补偿时选用XTR105,铂电阻线性补偿电路如图3所示。各个电阻的计算公式如下。
其中,RZ=RTD最小测量温度,

RL选用时注意MSP430单片机ADC的参考电压,ADC的参考电压设置为外部电源电压3.3V,采用150的低温漂高精度电阻,RL的电压范围在0.6V到3V之间,RL可直接接MSP430的模拟信号输入端进行模数转换。线性补偿电路设计中的电阻按照XTR105手册提供的计算方法来确定,其中RZ为PT100在-100℃时的电阻(60Ω),R2为600摄氏度时的电阻(314Ω),R1=RTD Resistance at(-100+600)/2=194Ω,经过公式计算,RG=581Ω,RLIN1=4.3kΩ。z

2 软件设计
在程序设计中使用C语言编程,使用C语言设计将会带来一下几点好处:1:可以大大提高软件开发的工作效率;2:可以提高所设计的程序代码的可靠性、可读性、可移植性;3:设计者可以更多地集中在充分发挥MSP430的功能上。MSP430可以进行多个模拟通道的ADC模数转换,进行ADC模块设置时需要设置通道、参考电压等相关寄存器,由于ADC转换的数值是2进制的,转换值送LCD显示前要使转换值变换成ASCII型数据,程序流程如图3所示。

3 测试结果
完成硬件与软件的设计后,进行系统联试。首先测试ADC的功能模块,测试的方法采用高精度的可变电阻器替代铂电阻PT100的阻值,根据铂电阻PT100分度表调节对应温度的可变电阻的阻值,从-100℃到600℃区间取15个点,每50℃测试一次,记录AD转换值。温度和转换值进行最小二乘法线性拟合,计算出线性度等测量系统的指标。线性度计算结果为小于1%,测量数据如下:

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关键词: 系统 设计 测量 温度 电阻 数字 基于 MSP430 PT100 模数转换 单片机 软件

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