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如何快速实现多通道PT100温度采集


【导读】随着智能物联的发展,单一节点测温已不满足实际需求,而分布式测温因能更全面地反映温度的变化,逐渐被重视起来。目前,分布式测温大多采用多通道铂电阻进行温度采集,那么,我们如何快速实现它?


分布式测温,简单来说就是在局部区域内同时采集多个节点的温度数据,能更好地掌控该区域内的温度变化和分布,可用热电偶、铂电阻实现。相对于热电偶,铂电阻测温范围和精度更能满足许多行业运用,而采用了多通道铂电阻进行温度采集的分布式测温,不仅测温更精确、更全面、更稳定,而且性价比也更高。在许多新兴产业都有广泛应用,如锂电、充电桩等行业。


多通道铂电阻测温如何实现


在实现多通道铂电阻温度采集之前,我们先简单了解铂电阻温度采集原理,铂电阻的阻值随温度变化而变化,且成线性关系,知道电阻值就可知道被测点的温度值。以二线制单通道铂电阻温度采集为例,如下图 1,给铂电阻RPT施加激励电流IDC会在其两端产生压差VPT,MCU通过模数转换器ADC获取RPT两端产生的压差VPT,并对压差VPT进行计算得到RPT阻值及其对应温度。


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图1 铂电阻测温原理


通过上述单通道的铂电阻温度采集原理讲解,可能大家已经想到了如何实现多通道铂电阻温度采集的方法,也许你会说:这不是很简单?将多个单通道的电路并联到一起不就是多通道嘛!其实,小编这里有更简单的多通道实现方法,就是在ADC与铂电阻RPT之间增加模拟开关进行多通道切换,就可实现多通道铂电阻的温度采集。电路共用一颗ADC,不仅不影响性能,还大大节约了物料成本,何乐而不为。


如下图 2,通过模拟开关实现多通道铂电阻测温。


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图2 铂电阻多通道测温原理


多通道铂电阻测温有那些难点


采用模拟开关切换方式实现多通道铂电阻的温度采集,虽然物料成本相对较低,便于实现,但要达到不影响性能和稳定性,需克服在开发过程中存在的许多难点。


● 模拟开关管的漏电流会降低测温精度,尤其是在高温条件下,需要进行补偿;

● 多通道开关切换会带来模拟信号响应问题,需要反复调整参数和测试,开发周期长;

● 性能达标需要完整的测试体系和设备,如高低温箱、高精度源表等设备;

● 多通道测温通道间容易相互干扰,需要在硬件和软件算法上进行优化;

● 铂电阻的线阻也会降低测温精度,需在硬件设计上抵消线阻。


如何快速实现多通道温度采集


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图3 八通道热电阻温度测量模块ZAM6228


致远电子ZAM6228是一款八通道铂电阻温度采集模块,只需接入PT100铂电阻,即可完成温度采集。ZAM6228模块每通道折算性价比高,外围电路简单易上手,提供可快速移植的驱动及例程,省掉许多复杂的设计与开发过程,能快速实现多通道铂电阻温度采集。下图 3为ZAM6228外围电路,支持二、三线制PT100铂电阻多通道温度采集,通过上下拉地址脚A0、A1轻松实现模块级联,一组I2C接口最高可读取32通道铂电阻的温度数据。


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图4 ZAM6228外围电路


模块内置50Hz工频信号陷波抑制功能,能有效降低工频干扰。测温精度可达0.02%±0.2℃,温漂10ppm/℃,检测范围为-200~800℃。



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