基于鉑電阻的數字溫度測量系統設計

1．3 信號調理電路設計
由于鉑電阻的溫度電阻特性具有線(xiàn)性度不好，在進(jìn)行線(xiàn)性補償時(shí)選用XTR105，鉑電阻線(xiàn)性補償電路如圖3所示。各個(gè)電阻的計算公式如下。
其中,RZ=RTD最小測量溫度，

RL選用時(shí)注意MSP430單片機ADC的參考電壓，ADC的參考電壓設置為外部電源電壓3.3V，采用150的低溫漂高精度電阻，RL的電壓范圍在0.6V到3V之間，RL可直接接MSP430的模擬信號輸入端進(jìn)行模數轉換。線(xiàn)性補償電路設計中的電阻按照XTR105手冊提供的計算方法來(lái)確定，其中RZ為PT100在-100℃時(shí)的電阻(60Ω)，R2為600攝氏度時(shí)的電阻(314Ω)，R1=RTD Resistance at(-100+600)／2=194Ω，經(jīng)過(guò)公式計算，RG=581Ω，RLIN1=4.3kΩ。z

2 軟件設計
在程序設計中使用C語(yǔ)言編程，使用C語(yǔ)言設計將會(huì )帶來(lái)一下幾點(diǎn)好處：1：可以大大提高軟件開(kāi)發(fā)的工作效率；2：可以提高所設計的程序代碼的可靠性、可讀性、可移植性；3：設計者可以更多地集中在充分發(fā)揮MSP430的功能上。MSP430可以進(jìn)行多個(gè)模擬通道的ADC模數轉換，進(jìn)行ADC模塊設置時(shí)需要設置通道、參考電壓等相關(guān)寄存器，由于A(yíng)DC轉換的數值是2進(jìn)制的，轉換值送LCD顯示前要使轉換值變換成ASCII型數據，程序流程如圖3所示。

3 測試結果
完成硬件與軟件的設計后，進(jìn)行系統聯(lián)試。首先測試ADC的功能模塊，測試的方法采用高精度的可變電阻器替代鉑電阻PT100的阻值，根據鉑電阻PT100分度表調節對應溫度的可變電阻的阻值，從-100℃到600℃區間取15個(gè)點(diǎn)，每50℃測試一次，記錄AD轉換值。溫度和轉換值進(jìn)行最小二乘法線(xiàn)性擬合，計算出線(xiàn)性度等測量系統的指標。線(xiàn)性度計算結果為小于1％，測量數據如下：