【導(dǎo)讀】隨著智能物聯(lián)的發(fā)展,單一節(jié)點(diǎn)測(cè)溫已不滿足實(shí)際需求,而分布式測(cè)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(cè)溫大多采用多通道鉑電阻進(jìn)行溫度采集,那么,我們?nèi)绾慰焖賹?shí)現(xiàn)它?
分布式測(cè)溫,簡(jiǎn)單來說就是在局部區(qū)域內(nèi)同時(shí)采集多個(gè)節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)。相對(duì)于熱電偶,鉑電阻測(cè)溫范圍和精度更能滿足許多行業(yè)運(yùn)用,而采用了多通道鉑電阻進(jìn)行溫度采集的分布式測(cè)溫,不僅測(cè)溫更精確、更全面、更穩(wěn)定,而且性價(jià)比也更高。在許多新興產(chǎn)業(yè)都有廣泛應(yīng)用,如鋰電、充電樁等行業(yè)。
多通道鉑電阻測(cè)溫如何實(shí)現(xiàn)
在實(shí)現(xiàn)多通道鉑電阻溫度采集之前,我們先簡(jiǎn)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(cè)點(diǎn)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(lì)電流IDC會(huì)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(duì)壓差VPT進(jìn)行計(jì)算得到RPT阻值及其對(duì)應(yīng)溫度。
圖1 鉑電阻測(cè)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(shí)現(xiàn)多通道鉑電阻溫度采集的方法,也許你會(huì)說:這不是很簡(jiǎn)單?將多個(gè)單通道的電路并聯(lián)到一起不就是多通道嘛!其實(shí),小編這里有更簡(jiǎn)單的多通道實(shí)現(xiàn)方法,就是在ADC與鉑電阻RPT之間增加模擬開關(guān)進(jìn)行多通道切換,就可實(shí)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(shí)現(xiàn)多通道鉑電阻測(cè)溫。
圖2 鉑電阻多通道測(cè)溫原理
多通道鉑電阻測(cè)溫有那些難點(diǎn)
采用模擬開關(guān)切換方式實(shí)現(xiàn)多通道鉑電阻的溫度采集,雖然物料成本相對(duì)較低,便于實(shí)現(xiàn),但要達(dá)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(diǎn)。
● 模擬開關(guān)管的漏電流會(huì)降低測(cè)溫精度,尤其是在高溫條件下,需要進(jìn)行補(bǔ)償;
● 多通道開關(guān)切換會(huì)帶來模擬信號(hào)響應(yīng)問題,需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)和測(cè)試,開發(fā)周期長(zhǎng);
● 性能達(dá)標(biāo)需要完整的測(cè)試體系和設(shè)備,如高低溫箱、高精度源表等設(shè)備;
● 多通道測(cè)溫通道間容易相互干擾,需要在硬件和軟件算法上進(jìn)行優(yōu)化;
● 鉑電阻的線阻也會(huì)降低測(cè)溫精度,需在硬件設(shè)計(jì)上抵消線阻。
如何快速實(shí)現(xiàn)多通道溫度采集
圖3 八通道熱電阻溫度測(cè)量模塊ZAM6228
致遠(yuǎn)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(jià)比高,外圍電路簡(jiǎn)單易上手,提供可快速移植的驅(qū)動(dòng)及例程,省掉許多復(fù)雜的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程,能快速實(shí)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(shí)現(xiàn)模塊級(jí)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)。
圖4 ZAM6228外圍電路
模塊內(nèi)置50Hz工頻信號(hào)陷波抑制功能,能有效降低工頻干擾。測(cè)溫精度可達(dá)0.02%±0.2℃,溫漂10ppm/℃,檢測(cè)范圍為-200~800℃。
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