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引言
长期以来,人们在测量温度时,大部分使用常规的测量方法测量。检测精度要求较高时,调理电路复杂、A/D的位数高,使设计的系统成本居高不,很难普及。随着电子技术的发展,出现了很多功能完备的低功耗、低电压大规模集成电路,为设计便携式高精度测温系统提供了硬件基础。本文介绍的高精度便携式测温仪,使用了非常适合作低功耗便携式测试设备美国TI公司的MSP430P325为控制器,用Pt500铂电阻完成温度检测,检测的温度通过液晶显示器显示。本测试仪的测温精度达到0.03℃。
硬件电路设计
MSP430P325单片机内部集成了可切换的精密恒流源。精密恒流源的电流大小由外部精密电阻确定,同时内部又集成了6个14位的A/D转换器和液晶控制器。这样的内部结构,适合驱动性传感器。因此,可减少信号调理环节和显示环节的扩展,大大地简化了系统结构,效降低了系统功耗。
1.温度传感器数学模型
温度敏感元件采用铂电阻Pt500,在~630.75℃温度范围内铂电阻阻值与温度关系为
b=-5.847×10-7/(℃) 2
根据上式进行温度计算,需要求解二阶方程的解,计算程序复杂,精度也难以保证。为此本文使用表格法和线形插值法进行温度标度变换。方法如下:首先,以温度增加1℃对应的绝对电阻值建立120个表格,A/D转换结果与表格内的电阻值进行比较,直到Rn≤RM