【产品应用】如何快速实现多通道PT100温度采集

原创 ZLG致远电子 2023-07-31 11:31

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随着智能物联的发展，单一节点测温已不满足实际需求，而分布式测温因能更全面地反映温度的变化，逐渐被重视起来。目前，分布式测温大多采用多通道铂电阻进行温度采集，那么，我们如何快速实现它？

分布式测温，简单来说就是在局部区域内同时采集多个节点的温度数据，能更好地掌控该区域内的温度变化和分布，可用热电偶、铂电阻实现。相对于热电偶，铂电阻测温范围和精度更能满足许多行业运用，而采用了多通道铂电阻进行温度采集的分布式测温，不仅测温更精确、更全面、更稳定，而且性价比也更高。在许多新兴产业都有广泛应用，如锂电、充电桩等行业。

多通道铂电阻测温如何实现

在实现多通道铂电阻温度采集之前，我们先简单了解铂电阻温度采集原理，铂电阻的阻值随温度变化而变化，且成线性关系，知道电阻值就可知道被测点的温度值。以二线制单通道铂电阻温度采集为例，如下图 1，给铂电阻R_PT施加激励电流I_DC会在其两端产生压差V_PT，MCU通过模数转换器ADC获取R_PT两端产生的压差V_PT，并对压差V_PT进行计算得到R_PT阻值及其对应温度。

图1 铂电阻测温原理

通过上述单通道的铂电阻温度采集原理讲解，可能大家已经想到了如何实现多通道铂电阻温度采集的方法，也许你会说：这不是很简单？将多个单通道的电路并联到一起不就是多通道嘛！其实，小编这里有更简单的多通道实现方法，就是在ADC与铂电阻R_PT之间增加模拟开关进行多通道切换，就可实现多通道铂电阻的温度采集。电路共用一颗ADC，不仅不影响性能，还大大节约了物料成本，何乐而不为。

如下图 2，通过模拟开关实现多通道铂电阻测温。

图2 铂电阻多通道测温原理

多通道铂电阻测温有那些难点

采用模拟开关切换方式实现多通道铂电阻的温度采集，虽然物料成本相对较低，便于实现，但要达到不影响性能和稳定性，需克服在开发过程中存在的许多难点。

模拟开关管的漏电流会降低测温精度，尤其是在高温条件下，需要进行补偿；
多通道开关切换会带来模拟信号响应问题，需要反复调整参数和测试，开发周期长；
性能达标需要完整的测试体系和设备，如高低温箱、高精度源表等设备；
多通道测温通道间容易相互干扰，需要在硬件和软件算法上进行优化；
铂电阻的线阻也会降低测温精度，需在硬件设计上抵消线阻。

如何快速实现多通道温度采集

图3 八通道热电阻温度测量模块ZAM6228

致远电子ZAM6228是一款八通道铂电阻温度采集模块，只需接入PT100铂电阻，即可完成温度采集。ZAM6228模块每通道折算性价比高，外围电路简单易上手，提供可快速移植的驱动及例程，省掉许多复杂的设计与开发过程，能快速实现多通道铂电阻温度采集。下图 3为ZAM6228外围电路，支持二、三线制PT100铂电阻多通道温度采集，通过上下拉地址脚A0、A1轻松实现模块级联，一组I²C接口最高可读取32通道铂电阻的温度数据。