摘要：依据长途网络运用环境下的温度丈量需求，规划出一种依据以太网的长途多通道高精度温度数据收集体系。体系由下位机和长途主机构成，下位机硬件主要由温度传感器PT1000、仪用扩大器INA128构成的调度电路、A/D转化器MaX1300、32位微控器PIC32MX795以及物理网卡芯片构成，上位机为长途PC机。在恒流源的鼓励下，PT100电压的改变依靠温度的改变，经信号调度、16bitA/D转化后由PIC32MX795求解出高次方程的数值根即温度值，然后经过以太网发送给长途主机进行处理。体系充分运用PIC32MX795的核算功能，运用牛顿法直接寻觅高次方程的数值根即为温度值，其丈量精度优于0.1℃。体系长时刻作业安稳。
0 导言
一般的温度丈量体系中，温度传感器常选用模仿热灵敏器材如热电阻、热电偶或热敏电阻，或许集成数字式温度传感器等。其间，热电阻因为其丈量精度高、功能安稳等归纳原因在低温丈量范畴占有一席之地。本文规划的体系选用铂热电阻PT1000为温度传感器，丈量规模为-50～250℃，选用高精度恒流源供给鼓励，运用高功能32位PIC单片机直接运用牛顿法寻求传感器的温度值，高次方程寻根核算时刻是ms量级，且核算与丈量精度优于0.1℃，从硬件电路和数值核算算法两方面一起确保了丈量精度和体系的牢靠性。
1 体系作业原理
体系整体框图如图1所示，长途端温度数据收集硬件原理框图如图2所示。恒流源鼓励PT1000发生的电压信号经过调度电路，送给A/D转化器MAX1300，转化的数字量送给32位处理器PIC32MX795核算出温度值。DS1302时钟电路为体系供给时刻和日期。液晶显现模块LCD12864用以显现温度、时刻和日期等信息。体系内嵌TCP/IP协议栈，可一起收集8路温度信号，并将收集的温度数据经过Internet发送至长途服务器进行剖析和处理。
2 体系硬件规划
整个体系的精度和安稳性由恒流源鼓励和弱信号调度电路的精度、安稳性一起决议，因而，在体系的规划过程中，这两部分需求精心规划。
2.1 10 μA恒流源规划
本文体系中选用具有低失调电压的精细运放OP97为中心规划恒流源电路，为了有用下降体系电源的纹波，电源体系的电压选用变压器降压和线性LDO降压芯片构成的双电源供电，恒流源的规划中，选用由MAX1300的参阅电压输出端供给体系的基准电压。因为恒流源电路与A/D转化电路运用同一个参阅电压，下降了参阅基准电压的漂移对体系丈量成果的影响。恒流源电路如图3所示，恒流源的电流值设定为I=10 μA，其值由电阻器R4决议。电压基准、运放的静态偏置电流、电阻R2的温度安稳性和精度一起影响该电流源的功能，因而应挑选安稳性好的高精度、低温漂电阻。
2.2 信号调度电路
弱小信号调度电路主要是由INA128、OP97构成的两级扩大、滤波电路组成，如图4所示。INA128是仪用扩大器，输入偏置电流小、精度高、增益设置和调度简略。经过一个接在INA128的1脚和8脚之间的电阻RG即可设置体系增益，增益G=1+49.4k/RG。体系的丈量规模是0～200℃，PT1000对应的电阻值为1000～1940.981，依据恒流源设置，PT1000对应的输出电压为10～19.41mV，弱信号调度电路的输出电压为0～5V。因而，调度电路的扩大和滤波规划为250倍扩大，2阶低通30Hz滤波，最终送入A/D转化器的电压起伏为：2.5～4.8525V。
2.3 AD转化电路与TCP/IP通讯模块电路
A/D转化器选用8通道、16位转化器MAX1300，微控器选用32位处理器PIC32MX795，衔接联系如图5所示。MAX1300作业于外部时钟形式，由PIC32MX795的SPI口读写时钟供给A/D转化时钟，REF输出一个4.096V的基准电压作为恒流源参阅电压。图6所示为DP83848的网络接口。
3 下位机体系软件规划
PT1000的阻值和温度的联系在-200～850℃规模内满意如下联系式：
温度和电阻值之间的联系不是线性联系，为了进步丈量精度，传统的做法是运用近似的办法，分段进行线性化处理，在每一个温度规模内将温度和电阻值的联系看成是线性联系，然后用最小二乘法进行曲线拟合，一般关于核算才能不高的处理器，这种处理办法是一个首选的计划，可是关于PIC32处理器，运用该处理器的强壮的核算才能进行科学核算应该是首选的计划。
3.1 运用牛顿迭代法求温度根
当0℃
3.2 温度与丈量电压联系式
由精细I=10 μA恒流源电路和调度电路可知，A/D转化器材的输入电压为：
3.3 温度数据收集与长途发送流程
下位机运用牛顿迭代法完成温度数据的求取，然后运用精简的TCP/IP协议完成长途数据发送，温度转化及流程如图7所示。
4 试验成果与比照剖析
在温度区间0～100℃用不同办法进行丈量的温度与实践温度对照如表1所示，其间实践温度由WZPB-1型一级规范铂电阻温度计进行标定。
由表1的数据剖析可知，在0～100℃区间上进行的丈量比较，运用铂电阻的物理特性方程直接进行数值寻根核算求取温度值，办法能够确保在整个温度区间上坚持精度共同。
5 定论
与WZPB-1型规范铂电阻温度计的比照试验成果表明，由温度传感器PT1000、A/D转化器MAX1300、微控器P%&&&&&%32MX795和长途PC机构成的数据收集体系，体系结构简略，作业安稳、牢靠，在硬件上确保了丈量的精度;运用精简的TCP/IP协议栈完成了丈量体系和长途体系之间安稳牢靠的数据通讯;体系的测温区间为-50～250℃，丈量精度优于0.1℃。
