隨著智能物聯的發展,單一節點測溫已不滿足實際需求,而分布式測溫因能更全面地反映溫度的變化,逐漸被重視起來。目前,分布式測溫大多采用多通道鉑電阻進行溫度采集,那么,我們如何快速實現它?
分布式測溫,簡單來說就是在局部區域內同時采集多個節點的溫度數據,能更好地掌控該區域內的溫度變化和分布,可用熱電偶、鉑電阻實現。相對于熱電偶,鉑電阻測溫范圍和精度更能滿足許多行業運用,而采用了多通道鉑電阻進行溫度采集的分布式測溫,不僅測溫更精確、更全面、更穩定,而且性價比也更高。在許多新興產業都有廣泛應用,如鋰電、充電樁等行業。
?多通道鉑電阻測溫如何實現
在實現多通道鉑電阻溫度采集之前,我們先簡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,且成線性關系,知道電阻值就可知道被測點的溫度值。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施加激勵電流IDC會在其兩端產生壓差VPT,MCU通過模數轉換器ADC獲取RPT兩端產生的壓差VPT,并對壓差VPT進行計算得到RPT阻值及其對應溫度。
圖1鉑電阻測溫原理
通過上述單通道的鉑電阻溫度采集原理講解,可能大家已經想到了如何實現多通道鉑電阻溫度采集的方法,也許你會說:這不是很簡單?將多個單通道的電路并聯到一起不就是多通道嘛!其實,小編這里有更簡單的多通道實現方法,就是在ADC與鉑電阻RPT之間增加模擬開關進行多通道切換,就可實現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,還大大節約了物料成本,何樂而不為。
如下圖 2,通過模擬開關實現多通道鉑電阻測溫。
圖2鉑電阻多通道測溫原理
?多通道鉑電阻測溫有那些難點
采用模擬開關切換方式實現多通道鉑電阻的溫度采集,雖然物料成本相對較低,便于實現,但要達到不影響性能和穩定性,需克服在開發過程中存在的許多難點。
- 模擬開關管的漏電流會降低測溫精度,尤其是在高溫條件下,需要進行補償;
- 多通道開關切換會帶來模擬信號響應問題,需要反復調整參數和測試,開發周期長;
- 性能達標需要完整的測試體系和設備,如高低溫箱、高精度源表等設備;
- 多通道測溫通道間容易相互干擾,需要在硬件和軟件算法上進行優化;
- 鉑電阻的線阻也會降低測溫精度,需在硬件設計上抵消線阻。
?如何快速實現多通道溫度采集
圖3八通道熱電阻溫度測量模塊ZAM6228
致遠電子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比高,外圍電路簡單易上手,提供可快速移植的驅動及例程,省掉許多復雜的設計與開發過程,能快速實現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輕松實現模塊級聯,一組I2C接口最高可讀取32通道鉑電阻的溫度數據。
圖4ZAM6228外圍電路
模塊內置50Hz工頻信號陷波抑制功能,能有效降低工頻干擾。測溫精度可達0.02%±0.2℃,溫漂10ppm/℃,檢測范圍為-200~800℃。
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