本项目设计并仿真了一个基于PT100铂电阻的恒流源测温电路,通过调整电流确保测量精度与稳定性,适用于温度检测领域。
测温原理是通过运放U1A将基准电压4.096V转换为恒流源,并让电流流过Pt100电阻,在其上产生压降。接着,该微弱的压降信号会经过另一个运放U1放大(图中设定的放大倍数为10),从而输出期望的电压信号,此信号可以直接连接到AD转换芯片。
根据“虚地”概念——理想工作在直线范围内的运算放大器两个输入端电位相同——我们知道运放U1A的正负两端电压V+=V-=4.096V。假设运放U1A输出脚对地电压为Vo,依据“虚断”的原理,则(0-V-)/R1 + (Vo-V-)/RPt100 = 0,因此Pt100电阻上的压降VPt100可以表示为 Vo - V-, 即 VPt100=V-*RPt100/R1。因为V- 和 R1 都是固定的值,所以图中的虚线框内的电路等效于一个恒流源通过Pt100电阻,电流大小由公式 V-/R1 决定,而Pt100上的压降则仅仅取决于其自身的阻值变化情况。