Regulator temperatury PT100

Regulator temperatury PT100
Autor: non(malpa)interia.pl

Układ służy do przetwarzania mierzonej temperatury na przebieg prostokątny
Układ służy do przetwarzania mierzonej temperatury na przebieg prostokątny,
o częstotliwości zmieniającej się proporcjonalnie do zmian tejże temperatury.
Zasadniczo, współpracuje on z czujnikiem PT100, lecz nic nie stoi na przeszkodzie
aby po odpowiednim przeliczeniu wartości elementów, zwłaszcza części linearyzującej
PT100, mógł poprawnie działać z innym rodzajem czujnika , np. KTY10 itp.
Przetwornik ten ma z założenia współpracować z wszelkimi układami
procesorowymi, których zadaniem jest pomiar, lub regulacja temperatury.
Powyższy model przetwornika został wyliczony dla zakresu temperatur
od 0°C do 300°C. Zakres ten jest zależny od wartości rezystorów R2,R3,R4,
R5,R6 i można go zmienić w prosty sposób, znając oczywiście tablicę
rezystancji danego czujnika w różnych temperaturach. Układ linearyzujący
wykorzystuje metodę, polegającą na dołączeniu równolegle do czujnika
układu elektronicznego, będącego źródłem prądowym, o odpowiednio wyliczonej
ujemnej rezystancji wewnętrznej, wskutek czego zmiany napięcia na
czujniku będą proporcjonalne do zmian temperatury.
Jak wyliczyć wartość tej rezystancji? Otóż bardzo prosto:
-najpierw należy sprawdzić w w.w. tablicy wartość rezystancji czujnika
dla skrajnych i środkowej wartości temperatury naszego zakresu
pomiarowego np. dla zakresu 0°C do 300°C:

przy 10°C R(PT100)=103,9 ohma (R dolna)
przy 150°C R(PT100)=157,31 ohma (R środk)
przy 290°C R(PT100)=208,45 ohma (R górna)

Oczywiście w praktyce ciężko byłoby dobrać takie wartości i trzeba
zastosować wartości przybliżone. Aby były one jak najbardziej zbliżone
do obliczeń, na płytce drukowanej zostały przewidziane miejsca do
wlutowania dwóch rezystorów, połączonych w szereg, dla każdej z ww
rezystancji.

Druga połówka wzmacniacza operacyjnego LM358 pracuje jako wzmacniacz
napięcia czujnika. Za regulację zera tego napięcia odpowiedzialny
jest rezystor PR1.

W dalszej części układu, wzmocnione napięcie zamieniane jest przez
układ XR4151, na przebieg prostokątny o częstotliwości proporcjonalnej
do wartości tego napięcia. Rezystorem PR2 można tą częstotliwość w
pewnym zakresie regulować. Od rezystorów R12,R14 zależy amplituda sygnału
wyjściowego. W opisanym układzie, nie należy stosować odpowiedników
XR4151 ponieważ, jak wykazała praktyka, częstotliwość przebiegu na
wyjściu staje się niestabilna co wpływa na ew. wskazania temperatury
-szczególnie przy szerszych zakresach pomiarowych i wymaganej dużej
precyzji pomiaru. Wyjątkowo niemiły stawał sie w tym przypadku układ
LM 331.

Modelowy egzemplarz współpracuje z mikrokontrolerem AT90S8515 w układzie
regulatora temperatury.