基于Pt100运用查表法实现的高温温度计设计

结合宽工作电压范围±1．35～±18 V的，使其成为高性能的运算放大器。所以改用INA126作为运算放大器，经过测试发现放大倍数稳定。系统中放大倍数约等于6．27倍。由于INA126需要双电源供电，所以使用ICL7660进行电压转换，这样可以轻松得到负电压对INA126进行双电源供电。通过INA126对电桥信号进行差分放大。桥式差分放大电路图如图6所示。

对电位器R6进行零点调整可以得到U_=50．012 mV。INA126对U+和U_进行差分放大，放大后电压U0=F×(U+-U_)，F是电压放大倍数，经过测量得到F=6．27。所以

这样得到Pt100的电阻值与经过INA126放大后的电压关系，把U0送入A／D，通过A／D转换，单片机算出Pt100的电阻值，然后查表，查到的电阻值与表中的相近时，得出此时的温度值，然后送出数据在液晶屏上显示。

2 软件设计

系统的软件包括温度采集部分、A／D转换模块，接收结果处理显示部分。整个程序采用C语言编写，采用模块化程序设计。

设计采用Pt100模拟温度传感器采集数据，单片机通电后，Pt100由于温度变化，引起电阻发生变化，进而桥式测温电路的电压值发生变化，经过差分放大、A／D转换后送入单片机。单片机始终等待A／D转换值的到来，因为本设计只需要测量温度，所以没有采样周期，读取A／D值的程序放入无限循环中。在设计中，由于Pt100的电阻值和温度不成线性关系，所以设计用Matlab拟合函数创建一个电阻值一温度对应表格，查表得到温度值。程序开始后，先对液晶屏、A／D进行初始化处理，然后确定液晶屏在空闲状态，调用液晶写地址指令函数，使液晶屏分两行显示，接着调用液晶写数据函数在第1行写入温度计的英文Thermometer，第2行写入查表得到的温度值。

A／D模块，首先对A／D初始化，然后把A／D的CS管脚、时钟脉冲CLK拉至高电平，接着把CS拉至低电平开始采样。在写程序的时候要注意先发送给A／D两个下降沿脉冲，然后才开始采样数据。实验证明，如果直接进行采样，会导致采样数据误差很大。采样完成后给CS管脚拉至高电平，停止采样，返回数值。接着进行下一组数据的采样。主程序流程图如图7所示。

3 系统测试

液晶模块的硬件电路接好后，接通电源，调节与LCD连接的电位器，使液晶显示亮度适中，显示结果与预期结果相同，液晶模块测试正常。开启电源，Pt100开始测温，利用水银温度计做参考，计算Pt100温度测量误差。Pt100温度测量结果如表1所示。

由于设计的温度计精度只有1℃，所以小数点后的温度值都为0，经过测试计算，温度测量的平均误差为2．5％。

4 结束语

在程序模块，开始没有利用查表法，直接用公式进行计算，误差较大。经过不断地修改，发现查表法很好地解决了这个问题，在系统的大范围测温中，这个误差在高温环境下影响不大。系统可以用于高温环境中，测温准确、操作方便、成本低廉，有较高的实用性。还可以经过改善做成无线收发系统，成为远距离测温控制系统。