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基于动态跟踪的消除系统温漂和时漂的解决方案

作者:时间:2010-01-19来源:网络收藏

1 组成概述
  用于检测润滑制剂运动粘度的水浴温度测控仪,以MCS-51系列的AT89C51为核心,构成1个单片机测控,完成温度检测、温度显示、数据处理及输出控制。温控仪可巡回检测三路温度信号,分别对应3个检测点。由铂电阻温度传感器产生的温度信号经过调理电路转换成电压信号,经过放大、A/D转换,传送至主机AT89C51进行处理,然后由带有高速串行接口的8位LED控制驱动器PS7219实现温度显示。同时,主机将检测到的温度信号与设定温度值进行比较,输出控制信号,控制继电器的闭合。本中89C51的P0口作为与A/D转换芯片的数据接口,采用查询法读取A/D转换的结果,而P1口、P2口、P3口除用作特殊功能均可作为可编程的输入输出线,无地址总线。这主要是因为AT89C51内部带有4 KB的程序存储器,源程序均在芯片内部,无需外部扩展程序存储器[1-2],系统设计框图如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/163312.htm

2 实时解决系统的方法
  在硬件上,铂电阻测温电路和调理电路的好坏是关系到整个系统精度和稳定性的最关键性因素。本文采用恒流源、多路模拟开关和测量放大器AD620实现的铂电阻温度传感器的调理电路,在设计过程中尝试了两种方案,通过理论分析和实际测量结果的比较,最终选用了如下方案,其电路图如图2所示。

  此方案采用1片8通道多路模拟开关CD4051、2片双路4通道多路模拟开关CD4052和2片测量放大器AD620,R=100 Ω(调零电阻)。R2~R7=10 Ω,用以地端干扰。多路模拟开关CD4051的通道选择是通过A(P1.4)、B(P1.5)和C(P1.7)控制的。当P1.4=0,P1.5=0,P1.7=0时,通道1选通,恒流源的电流I通过铂电阻RA,同时铂电阻两端的电压通过第2片CD4052以差模的形式取出并送入AD620,经两级放大后送到A/D,避免了共模干扰,提高了系统的抗干扰能力[3]。  

  对于温度测控系统,传感器的调理电路对整个系统的精度起着至关重要的作用。在该系统中,恒流源、基准电压源和放大器分别存在着不同的,即便是在选用的器件比较好的情况下,这种漂移很小,但由于系统要长时间工作,这种日积月累的影响也不能够忽略不计。因此在上述基础上增加了2个精密标准电阻,通过它们来实时恒流源的电流、基准电压源的电压和放大器的放大倍数变化,去除了漂移对测量结果的影响[4],铂电阻调理电路如图2所示。

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