基于Pt100运用查表法实现的高温温度计设计

摘要 针对高温温度计存在体积大、成本高、操作复杂及实际测量依赖电脑而不能独立工作等缺点，研究了温度数据的采集、传输、显示等问题，设计出以STC89C52为核心，基于Pt100温度传感器和液晶1602显示的铂电阻高温温度计。该温度计的测量范围从-200～+500℃，精度为1℃。实验表明，该高温温度计具有测温范围广、性能稳定、工作可靠、扩展能力强和可独立工作等特点。
关键词 温度计；传感器；液晶显示；查表法

在现实生活中，测温装置形式多样，但大多数存在测温范围小的缺点，使其应用范围受到限制。例如：汽车发动机、空调压缩机、轮船等温度往往较高，使用一般的温度计难以测量，使用大型的测温设备不但测量成本高，而且也不易携带。文中设计了一种便于携带，且实用又能适应高温环境的高温温度计。
高温温度计的原理框图如图1所示。

系统是基于Pt100的高温温度计，Pt100模拟温度传感器对环境温度进行采集，然后把采集的数据经A／D转换后传给单片机，单片机接收数据并处理后，在液晶屏上显示测量的温度值。

1 系统主要硬件设计
1．1 电源电路
系统用3节5号干电池串联，电压接近4．5 V，刚好满足设计的电源电压要求。电源处理芯片的选择方面考虑的重点是效率高、工作电压低、体积小，经过仔细对比后，选择了以下电源处理芯片。
TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf 2．5～36 V范围内的任何值。在本文中用作桥式测温电路的参考电压，还具有多种应用，例如：分流校准器、串联校准器、开关校准器、电压参考等。
在T1431与电源引脚间加上一个100 Ω电阻用于限流，地引脚端直接接地，电压输出2．5 V接到桥式测温电路作为基准电压，注意基准电压必须稳定，不然会影响测温准确性。
LM1117是具有稳定的电压输出的校准器，可以输出稳定的1．2 V，1．5 V，1．8 V，2．5 V，2．85 V，3．3 V，5 V等电压。设计中用LM1117稳压至3．3 V为A／D模数转换器、放大器提供稳定的电压保证。在电源和地引脚之间加上电容C4和C5用于去耦滤波。
Intersil公司生产的ICL7660是提供双电压的COMS集成芯片，它在提供正负电压方面有独特的优势。ICL7660可以提供+1．5～+10 V和-1．5～-10 V的正负电压。ICL7660正输出电压Vout+和负输出电压分别接入INA126电源的正负极。电源模块的电路原理如图2所示。

图2中VCC5是电源电压，经过LM1117芯片输出为3．3 V，为INA126(仪表放大器)、ADS7816和ICL7660供电。经过TL431输出2．490 V的电压，为桥式放大电路和ADS7816提供稳定的基准电压。ICL7660把+3．3 V转换为-3．3 V，为仪表放大器提供负电压。因为单片机和液晶显示器的工作电压范围广，所以VCC直接和总电源相连。