用电桥和温敏电阻设计一个前置电路，说明温度和放大电压的关系

ID:143848 · 发表于 2016-11-1 08:40

用热敏电阻，普通电阻和滑动变阻器搭建一个电桥，经过一个运算放大器，使其电压放大十倍，后续电路转换都不需要了，温度变换时调节当前温度使其达到电桥平衡，然后温度升高或降低打破电桥平衡，此时测出放大10倍后的电压，电路图和电阻阻值的选取

ID:111634 · 发表于 2016-11-1 12:36

不是已经给你了吗？你再要，说明你对我给你的电路没完全理解。注意：变换电路用一个运算放大器，还是2个运算放大器，是不一样的，这就是我说你不理解的原因之一。

ID:143848 · 发表于 2016-11-1 13:17

zl2168 发表于 2016-11-1 12:36
不是已经给你了吗？你再要，说明你对我给你的电路没完全理解。注意：变换电路用一个运算放大器，还是2个运 ...

是的啊，你那个电路我没理解，然后细节方面我看不懂，老师直接自己丢个具体课题，然后就用不着了

ID:111634 · 发表于 2016-11-1 17:52

你没有理解的问题，例如：为什么要用电桥？为什么要用2个运放？为什么要将0~100度（假设）温度信号变换为0~5v电压信号，而不是放大10倍？等等，需要的是模电数电基础知识和项目经验，搞毕业设计，要去翻阅这方面的技术资料，而不是从本网站得到一个现成的答案，仅仅是一个程序，建议你去学习并搞懂。

ID:111634 · 发表于 2016-11-1 17:55

本帖最后由 zl2168 于 2016-11-1 17:59 编辑

不过，前面刘海龙给的实例性价比很高，对于简易测温装置，有使用价值，你不妨试试。

ID:143848 · 发表于 2016-11-1 18:24

zl2168 发表于 2016-11-1 17:52
你没有理解的问题，例如：为什么要用电桥？为什么要用2个运放？为什么要将0~100度（假设）温度信号变换为0~ ...

不是毕业设计，只是选修课的

ID:143848 · 发表于 2016-11-1 18:29

zl2168 发表于 2016-11-1 17:52
你没有理解的问题，例如：为什么要用电桥？为什么要用2个运放？为什么要将0~100度（假设）温度信号变换为0~ ...

我现在要分析的就是你说的，做分析报告，可是具体为什么我现在还不知道，正在搞，我现在也是一头雾水

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:49

做事要明确目的：否则就一头雾水。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:50

由于单片机只能认识数字，所以测量模拟量时必须变成数字才能让单片机识别，就才有AD。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:52

由于单片机上的AD只能识别0-5V（有其它范围的电压不影响本说明），所以对于一切模拟量的测量，都必须变成0-5V以内的电压，以供AD转换。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:53

测量温度，而温度的变化能引起电阻阻值变化，所以就变成测量电阻，测量的温度有范围（如0-60度），所以测量的电阻有范围限制。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:54

如果温度0-60度：对应电阻0到5K变化，好办，通上1mA的电流，就变成0-5V，就OK了。采到5V（10位AD=1023）说60度，采到0V说0度。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:55

如果温度0-60度：对应电阻2.5K-5K变化呢，也通上1mA的电流，就变成2.5-5V。采到5V（10位AD=1023）说60度，采到2.5V（AD=512）说0度。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:55

采到2.5V以下是什么呢？这就是这个电路的缺陷了！浪费了一半的资源，10位AD只用了9位，高位永远1（512-1023，2.5-5V）。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 19:58

实际的温敏电阻，比以上举例更啰嗦！
不必纠结于用不用桥，用不用放大器，解决的要点是：
1、测量的温度范围是多少？如：-20至+80度。
2、对应的电阻阻值范围是多少？如：98.26K至1.24K。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:01

3、现在应该纠结于：如何将98.26K至1.24K电阻变化转换成0-5V之间的电压变化。而且-20，+80度对应的电压，最好一个是0，一个是5V，这样最佳！

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:02

如果-20度对应3V，+80度对应4V，那么0-3V，4-5V就用不上，测量的精度就小了5倍，这个设计就很差了。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:04

本帖最后由 yzwzfyz 于 2016-11-1 23:31 编辑

举一简单思维能想到的方案：
设想：给温敏电阻通一个51.53uA的电流[5V/(98.26K-1.24K)]，则：-20，+80度对应的电压是：5063.9mV,63.9mV！虽然上限超过5V了！但是电路设计方案有了：

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:06

本帖最后由 yzwzfyz 于 2016-11-1 23:32 编辑

做一个51.53uA恒流源，通给温敏电阻得到5063.9mV-63.9mV，
做一个63.9mV恒压源。
用一个运放将上述两个电压相减[5063.9mV-63.9mV]-[63.9mV]，就达成了: 将-20，+80度转换成5-0V的目的了。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:10

所以：你在看他人的电路时，一定要了解电路设计的宗旨。
1、必定先将电阻变化转成电压变化。
2、必定将一定范围内的电阻变化（即测量的温度范围）转成AD能识别的电压（有2.5V、3.3V、5V多种），并最大限度地利用AD电压范围（最高最低温度，对应AD的两个端电压。如0/5V）。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:13

电阻变化转成电压变化，不会那么巧，恰好0-5V，所以常常用放大器先将信号调节至适当的大小。
由于电阻下限值不可能为0，而电压的下限值却是0，所以要在信号中合成一个电压，去消除下限电阻固定剩余电压，使之为0。方法很多，常用电桥，运放做加减。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:21

说白一点：就是用“差放”解决问题。
“差”用于解决固定值不为0的问题：归位于0V；
“放”用于解决信号大小问题:达到5V。
这里的差放不要理解成简单的差动放大器，而是一个设计的整体。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:26

方法有多种，各有巧妙不同，但最终目的一样。例举是朴素的，巧妙不足，利于理解。

ID:123289 · 发表于 2016-11-1 20:26

不知道以上一说会不会给楼主看电路有所帮助？
提示一点：明确目的再看电路雾水就少多了，不会一头了。

ID:61002 · 发表于 2016-11-1 21:08

yzwzfyz 发表于 2016-11-1 20:02
如果-20度对应3V，+80度对应4V，那么0-3V，4-5V就用不上，测量的精度就小了5倍，这个设计就很差了。

如果用单片机的话，应该没必要考虑这么多吧！！
直接电阻和热敏电阻分压，然后根据电阻和基准电压可以大概的得到热敏电阻的大小，此时测的热敏电阻是线性的；再根据y=kx+b就可以测量得到精准的热敏电阻的阻值，最后一步，电阻-温度转换
这样的话就硬件方面考虑的东西就非常少了

ID:61002 · 发表于 2016-11-1 21:13

yzwzfyz 发表于 2016-11-1 20:04
举一简单思维能想到的方案：
设想：给温敏电阻通一个51.53mA的电流[5V/(98.26K-1.24K)]，则：-20，+80度对 ...

这里计算[5V/(98.26K-1.24K)]电流大小应该是0.05ma左右

ID:111634 · 发表于 2016-11-1 21:38

g753388438 发表于 2016-11-1 21:08
如果用单片机的话，应该没必要考虑这么多吧！！
直接电阻和热敏电阻分压，然后根据电阻和基准电压可以大 ...

不对。虽然软件能部分代替硬件，但只有将被测温度范围变换为0~Uref，才能得到最大分辨率。

ID:111634 · 发表于 2016-11-1 21:45

如果不用电桥，全部用软件变换，不但获取变换表格数据困难（工作量大，且不精确），而且远没有电桥简单可靠，电桥是绝大多数温测仪器采用的方法，是经过大量实践证明的。

ID:61002 · 发表于 2016-11-1 21:50

zl2168 发表于 2016-11-1 21:38
不对。虽然软件能部分代替硬件，但只有将被测温度范围变换为0~Uref，才能得到最大分辨率。

就以98.26K至1.24K电阻变化转换成0-3.3V之间的电压为例，我用5v基准电压，1k高精电阻和热敏电阻分压，采集1k高精电阻的电压值，这里有一点是对AD的位数有要求，位数越高，精度越高

ID:111634 · 发表于 2016-11-2 11:24

g753388438 发表于 2016-11-1 21:50
就以98.26K至1.24K电阻变化转换成0-3.3V之间的电压为例，我用5v基准电压，1k高精电阻和热敏电阻分压，采 ...

0-3.3V信号,5v基准电压，还有1.7v空间未利用。在AD位数同等条件下，那个分辨率高、精度高？
既然要变换成0-3.3V，为什么不变换成0-5V？

ID:61002 · 发表于 2016-11-2 17:33

zl2168 发表于 2016-11-2 11:24
0-3.3V信号,5v基准电压，还有1.7v空间未利用。在AD位数同等条件下，那个分辨率高、精度高？
既然要变换 ...

那么，你认为：如果是8位的ad，经过单片机运算，计算电阻。此时，将电阻转换为电压0-3.3或者0-5v，哪一个分辨率高、精度高？另一个如果是转换成0-3.3v,使用10位的ad和转换成0-5v使用8位的ad，此时又是哪一个的分辨率高、精度高？

ID:1037756 · 发表于 2022-7-10 16:14

我现在和你一样的问题

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