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如何快速實現(xiàn)多通道PT100溫度采集

發(fā)布時間:2023-05-17 來源:ZLG 責任編輯:wenwei

【導讀】隨著智能物聯(lián)的發(fā)展,單一節(jié)點測溫已不滿足實際需求,而分布式測溫因能更全面地反映溫度的變化,逐漸被重視起來。目前,分布式測溫大多采用多通道鉑電阻進行溫度采集,那么,我們?nèi)绾慰焖賹崿F(xiàn)它?


分布式測溫,簡單來說就是在局部區(qū)域內(nèi)同時采集多個節(jié)點的溫度數(shù)據(jù),能更好地掌控該區(qū)域內(nèi)的溫度變化和分布,可用熱電偶、鉑電阻實現(xiàn)。相對于熱電偶,鉑電阻測溫范圍和精度更能滿足許多行業(yè)運用,而采用了多通道鉑電阻進行溫度采集的分布式測溫,不僅測溫更精確、更全面、更穩(wěn)定,而且性價比也更高。在許多新興產(chǎn)業(yè)都有廣泛應用,如鋰電、充電樁等行業(yè)。


多通道鉑電阻測溫如何實現(xiàn)


在實現(xiàn)多通道鉑電阻溫度采集之前,我們先簡單了解鉑電阻溫度采集原理,鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化,且成線性關(guān)系,知道電阻值就可知道被測點的溫度值。以二線制單通道鉑電阻溫度采集為例,如下圖 1,給鉑電阻RPT施加激勵電流IDC會在其兩端產(chǎn)生壓差VPT,MCU通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC獲取RPT兩端產(chǎn)生的壓差VPT,并對壓差VPT進行計算得到RPT阻值及其對應溫度。


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圖1 鉑電阻測溫原理


通過上述單通道的鉑電阻溫度采集原理講解,可能大家已經(jīng)想到了如何實現(xiàn)多通道鉑電阻溫度采集的方法,也許你會說:這不是很簡單?將多個單通道的電路并聯(lián)到一起不就是多通道嘛!其實,小編這里有更簡單的多通道實現(xiàn)方法,就是在ADC與鉑電阻RPT之間增加模擬開關(guān)進行多通道切換,就可實現(xiàn)多通道鉑電阻的溫度采集。電路共用一顆ADC,不僅不影響性能,還大大節(jié)約了物料成本,何樂而不為。


如下圖 2,通過模擬開關(guān)實現(xiàn)多通道鉑電阻測溫。


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圖2 鉑電阻多通道測溫原理


多通道鉑電阻測溫有那些難點


采用模擬開關(guān)切換方式實現(xiàn)多通道鉑電阻的溫度采集,雖然物料成本相對較低,便于實現(xiàn),但要達到不影響性能和穩(wěn)定性,需克服在開發(fā)過程中存在的許多難點。


●   模擬開關(guān)管的漏電流會降低測溫精度,尤其是在高溫條件下,需要進行補償;

●   多通道開關(guān)切換會帶來模擬信號響應問題,需要反復調(diào)整參數(shù)和測試,開發(fā)周期長;

●   性能達標需要完整的測試體系和設備,如高低溫箱、高精度源表等設備;

●   多通道測溫通道間容易相互干擾,需要在硬件和軟件算法上進行優(yōu)化;

●   鉑電阻的線阻也會降低測溫精度,需在硬件設計上抵消線阻。


如何快速實現(xiàn)多通道溫度采集


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圖3 八通道熱電阻溫度測量模塊ZAM6228


致遠電子ZAM6228是一款八通道鉑電阻溫度采集模塊,只需接入PT100鉑電阻,即可完成溫度采集。ZAM6228模塊每通道折算性價比高,外圍電路簡單易上手,提供可快速移植的驅(qū)動及例程,省掉許多復雜的設計與開發(fā)過程,能快速實現(xiàn)多通道鉑電阻溫度采集。下圖 3為ZAM6228外圍電路,支持二、三線制PT100鉑電阻多通道溫度采集,通過上下拉地址腳A0、A1輕松實現(xiàn)模塊級聯(lián),一組I2C接口最高可讀取32通道鉑電阻的溫度數(shù)據(jù)。


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圖4 ZAM6228外圍電路


模塊內(nèi)置50Hz工頻信號陷波抑制功能,能有效降低工頻干擾。測溫精度可達0.02%±0.2℃,溫漂10ppm/℃,檢測范圍為-200~800℃。



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