天地（常州）自动化股份有限公司 崔怀兵

1.引言

PT100在-50～600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等[1]，正是基于此，PT100在各个行业中受到广泛应用。本文设计了一款基于PT100的多路温度巡检仪，可同时测量8路PT100信号，通过数码管同时显示时钟、8路温度值；具有4个按键输入，用于出场调校、报警值设定，并且最终调校参数可保存在单片机自带的EEPROM中；另外，巡检仪还具有语音报警功能。

2.巡检仪硬件电路设计

硬件电路主要由信号前置变换、放大电路，按键电路，显示驱动电路，语音报警电路，时钟电路几部分组成。

2.1 信号前置变换电路

巡检仪采用惠斯通电桥接入PT100信号，考虑现场接线时导线的长度不可忽略[2]，采用三线制接法，如图1所示。

图1中V1，F1，F2起保护作用，可防止现场强干扰或接线错误而导致元器件损坏。IN1A、IN1B之差与PT100阻值变化呈线性关系，通过将IN1A、IN1B变化值采样再对应P100刻度表即可换算得到实测温度。图1中R2，R3，R4均采用低温漂的精密电阻。

REF1为给电桥供电的基准源，将PT100变化的阻值信号转换为电压信号。考虑到PT100电阻变化值小，所转换成的差值电压在毫伏级，因此电源波动对最终采样精度影响很大。基于此，采用LM4040-2.5V精密基准源给电桥供电。

2.2 信号放大电路

由IN1A、IN1B两引脚所产生的压差信号非常微弱，直接采样影响精度，因此需要将其放大后再引进单片机采样脚。图2为信号放大电路。8路PT100信号通过多路模拟开关选择轮流采样，D4，D5为8通道模拟开关，CTRL0、CTRL1、CTRL2、CTRL3连接到单片机引脚，对采用通路的控制选择，将差分信号输出到Vin+，Vin-引脚上。……