探针式智能温度控制仪

1 引言
目前工业化作业工作温度非常宽泛，若要准确测量温度需采用智能温度控制仪。因此，该智能温度控制仪以热敏电阻外加恒流源作为温度传感器，将温度信号以电压信号形式采集，经放大A／D转换器转换，传输至单片机处理，便得到温度值，并在数码管上显示。该仪表处理速度快，精度高，应用广泛，诸如高温熔炉、工业冶金、水温测量等领域。

2 系统硬件设计
图1为该系统硬件设计的结构框图，主要由传感器、显示、A／D转换采样、单片机控制单元、串口通信、人机交互等模块组成。

2．1 传感器模块
传感器模块采用PT一100型热敏电阻，其阻值随温度升高而升高，PT-100加恒流源，其测量温度范围受PT一100耐温的影响．范围为一50℃～620℃。PT一100是一个前端为金属，后端为导线的热敏电阻，若将其包裹防腐蚀、耐高温材料，则可将作为探头探进高温熔炉、低温冰窖，实现温度测量。PT-100热敏电阻自带两根导线，将其两线改成四线制测量，可有效消除引线电阻(即将传感器的信号传到远方二次仪表之间的连接导线或电缆)影响，使测量结果更准确。图2为传感器前端接口电路，通过调节器TL43l给电路中的恒流源提供基准电压V-ref为2．49l V(基准电压范围为2．440～2．550 V)。这里选取2．491 V电压，便于后续数字量计算。将基准电源接至放大器0P07，为PT-100提供恒流源。

由于该系统设计采用的PT一100是无源传感器，因此需设计传感器接口电路。该接口电路可提供一个恒流源接入，使阻值转换成电压值。其恒流值为2．491 V，2．5 kΩ≈1 mA。图2中R2为精密电阻，能够提供稳定恒流值，无温漂。并在算法中加入软件滤波，可将外界干扰降至最低。