如何快速實(shí)現(xiàn)多通道PT100溫度采集

隨著智能物聯(lián)的發(fā)展，單一節(jié)點(diǎn)測溫已不滿足實(shí)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(jìn)行溫度采集，那么，我們?nèi)绾慰焖賹?shí)現(xiàn)它？

分布式測溫，簡單來說就是在局部區(qū)域內(nèi)同時(shí)采集多個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，能更好地掌控該區(qū)域內(nèi)的溫度變化和分布，可用熱電偶、鉑電阻實(shí)現(xiàn)。相對于熱電偶，鉑電阻測溫范圍和精度更能滿足許多行業(yè)運(yùn)用，而采用了多通道鉑電阻進(jìn)行溫度采集的分布式測溫，不僅測溫更精確、更全面、更穩(wěn)定，而且性價(jià)比也更高。在許多新興產(chǎn)業(yè)都有廣泛應(yīng)用，如鋰電、充電樁等行業(yè)。

多通道鉑電阻測溫如何實(shí)現(xiàn)

在實(shí)現(xiàn)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(guān)系，知道電阻值就可知道被測點(diǎn)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(lì)電流IDC會(huì)在其兩端產(chǎn)生壓差VPT，MCU通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC獲取RPT兩端產(chǎn)生的壓差VPT，并對壓差VPT進(jìn)行計(jì)算得到RPT阻值及其對應(yīng)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(jīng)想到了如何實(shí)現(xiàn)多通道鉑電阻溫度采集的方法，也許你會(huì)說：這不是很簡單？將多個(gè)單通道的電路并聯(lián)到一起不就是多通道嘛！其實(shí)，小編這里有更簡單的多通道實(shí)現(xiàn)方法，就是在ADC與鉑電阻RPT之間增加模擬開關(guān)進(jìn)行多通道切換，就可實(shí)現(xiàn)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(jié)約了物料成本，何樂而不為。

如下圖 2，通過模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)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(diǎn)

采用模擬開關(guān)切換方式實(shí)現(xiàn)多通道鉑電阻的溫度采集，雖然物料成本相對較低，便于實(shí)現(xiàn)，但要達(dá)到不影響性能和穩(wěn)定性，需克服在開發(fā)過程中存在的許多難點(diǎn)。

●   模擬開關(guān)管的漏電流會(huì)降低測溫精度，尤其是在高溫條件下，需要進(jìn)行補(bǔ)償；

●   多通道開關(guān)切換會(huì)帶來模擬信號響應(yīng)問題，需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)和測試，開發(fā)周期長；

●   性能達(dá)標(biāo)需要完整的測試體系和設(shè)備，如高低溫箱、高精度源表等設(shè)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(jìn)行優(yōu)化；

●   鉑電阻的線阻也會(huì)降低測溫精度，需在硬件設(shè)計(jì)上抵消線阻。

如何快速實(shí)現(xiàn)多通道溫度采集

圖3 八通道熱電阻溫度測量模塊ZAM6228

致遠(yuǎn)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(jià)比高，外圍電路簡單易上手，提供可快速移植的驅(qū)動(dòng)及例程，省掉許多復(fù)雜的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程，能快速實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)模塊級聯(lián)，一組I2C接口最高可讀取32通道鉑電阻的溫度數(shù)據(jù)。

圖4 ZAM6228外圍電路

模塊內(nèi)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(dá)0.02%±0.2℃，溫漂10ppm/℃，檢測范圍為-200~800℃。