工業(yè)領(lǐng)域?qū)囟鹊臏y(cè)量精度要求較高,本文介紹一種恒溫箱應(yīng)用精密溫度傳感電路的設(shè)計(jì)方案:用熱電阻PT100溫度傳感器和致遠(yuǎn)的隔離測(cè)溫模塊可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度采集,對(duì)環(huán)境干擾不敏感。
恒溫箱的介紹及使用場(chǎng)景
恒溫箱可對(duì)產(chǎn)品的物理或其他相關(guān)特性進(jìn)行環(huán)境模擬測(cè)試,以判斷產(chǎn)品的性能,是否仍然能夠符合預(yù)定要求,以便供產(chǎn)品設(shè)計(jì)、鑒定及出廠檢驗(yàn)用。恒溫箱一般由箱體、發(fā)熱體、?制冷器、測(cè)溫儀或溫度采集器、溫控器、空氣循環(huán)系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)等組成,特殊用途的恒溫箱還有加濕器、壓縮機(jī)、防爆裝置等。例如在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中,為了得到更加準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于恒溫實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求嚴(yán)格。
所以針對(duì)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō),恒溫箱的作用顯得相當(dāng)重要,對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的研究過(guò)程以及研究結(jié)果將產(chǎn)生很大的影響。同時(shí)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于恒溫箱的要求也相對(duì)更加嚴(yán)格,比如質(zhì)量的可靠性、恒溫箱的維護(hù)管理費(fèi)用、恒溫箱的本身價(jià)位、溫度采集及控溫精度等,這些對(duì)于工業(yè)上的批量生產(chǎn)產(chǎn)品的企業(yè)都是相當(dāng)重要的。隨著恒溫箱的技術(shù)進(jìn)步,以及用戶對(duì)智能化的需求,這種設(shè)備對(duì)溫度的控制要求不僅越來(lái)越高,而且也希望具備遠(yuǎn)程傳輸及控制功能。
方案設(shè)計(jì)
圖1?恒溫箱整體方案框圖
該方案使用了致遠(yuǎn)的M1106/M1107系列核心板、DC-DC隔離電源系列E_UHBDD-10W、ZM602 WiFi模塊、LoRa射頻模塊ZM68S、TPS02RAH雙通道熱電阻隔離測(cè)溫模塊,可以實(shí)現(xiàn)恒溫箱內(nèi)完全電氣隔離,見(jiàn)圖 2。方案使用模塊及性能優(yōu)點(diǎn)如下:
圖2?方案使用模塊及性能優(yōu)點(diǎn)
M1106/M1107系列核心板?可作為恒溫箱的主控板,板載低功耗應(yīng)用處理器,搭載Linux操作系統(tǒng)。核心板上搭配外圍的Wi-Fi、LoRa,可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程收發(fā)數(shù)據(jù),對(duì)恒溫箱進(jìn)行監(jiān)控、升級(jí),及時(shí)了解溫度曲線的全面情況。M1106/M1107系列產(chǎn)品特性:
- 內(nèi)核ARM926EJ-S ;主頻804MHz;內(nèi)存64M DDR2;低功耗、高性能;工作環(huán)境溫度-40℃~+80℃。
E_UHBDD-10W隔離電源模塊,用于主控板的隔離電源供電,可以提供優(yōu)異的EMS性能。E_UHBDD-10W產(chǎn)品特性:
隔離電壓1500VDC;
輸入電壓范圍9V~36V;
效率高達(dá)87%;
可持續(xù)短路,自恢復(fù);
輸出過(guò)壓保護(hù)、輸出過(guò)流保護(hù);
工作環(huán)境溫度-40℃~+85℃。
TPS02RAH雙通道熱電阻隔離測(cè)溫模塊,只需接入 PT100?熱電阻,即可完成溫度的采集,采用標(biāo)準(zhǔn)I2C接口直接輸出以℃為單位的溫度數(shù)據(jù)。模塊的測(cè)溫精度高達(dá)?0.02%±0.1℃,分辨率高達(dá)?0.01℃。模塊內(nèi)置電氣隔離,保障測(cè)量結(jié)果不受干擾。采用超小的體積設(shè)計(jì),更易于集成到各種測(cè)溫設(shè)備中。TPS02RAH產(chǎn)品特性:
兩通道?PT100?熱電阻測(cè)量
0.01℃測(cè)溫分辨率;
0.02%±0.1℃測(cè)溫誤差;
10ppm±0.1℃溫漂;
I2C通信接口;
隔離電壓4000Vrms;
3.3V 供電電壓;
溫度報(bào)警輸出;
工作環(huán)境溫度-40℃~+85℃。