惠氏桥测量电阻

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我是靠谱客的博主靓丽酸奶，最近开发中收集的这篇文章主要介绍惠氏桥测量电阻，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

以下内容包括测量PT1000、PT100等两种电阻的电路图、注意事项和C语言代码。

1、PT1000
下图是测量温度计探头 (PT1000) 的电阻的电路图。该电路使用5V单片机供电，PT1000的最大工作电流为0.5mA，所以要采用适当的电阻值保证元件正常工作。
放大运算器OP07采用+5V和-5V供电，AD转换器只能采集正电压，所以要控制放大电路的放大倍数，使理论输出电压不超出+5V。

在这里插入图片描述

这个电路的测电阻原理：
1、PT1000是热敏电阻，随着温度的变化，电阻发生基本线性的变化。
2、0度时，PT1000的电阻为1kΩ，则Ub和Ua相等，也就是说Uba = Ub - Ua = 0。
3、假设某个温度下，PT1000的电阻为1.5kΩ，则Ub和Ua不相等。根据电压分压原理，我们可以求出Uba = Ub - Ua > 0。
4、OP07是一个运算放大器，它的电压放大倍数A取决于外部电路，在这里A = R2/R1 = 17.5。
5、OP07的输出电压Uo = Uba * A。所以如果用一个电压表测量出OP07的输出电压，则我们就能反推出Uab的值。由于Ua是已知值，所以我们可以进一步计算出Ub的值。接着利用电压分压原理，我们就可以计算出PT1000的具体电阻值。这个过程可以通过软件计算实现。
6、如果我们能知道PT1000在任意温度下的电阻值，则我们只需要根据电阻值查表就可以知道当前的温度。这个过程就是测温的过程，本文不涉及测温部分的内容。

在这里插入图片描述

用C语言代码表示：
double R1_2 = R1 + R2; // R1和R2串联

//计算A点电压VA
double VA_up = (VCC / R11 + Uo / R1_2) * (R11 * R12 * R1_2);
double VA_down = R11 * R12 + R11 * R1_2 + R12 * R1_2;
double VA = VA_up / VA_down; //电压VA
printf(“VA = %frn”, VA);

//计算B点电压VB，(利用放大倍数A)
double VB = Uo * R1 / R2 + VA; //电压VB
printf(“VB = %frn”, VB);

//计算PT1000的电阻R1000
double R1000_down = (VCC - VB) / R11 - VB / R1_2;
double R1000 = VB / R1000_down; //PT1000的电阻R1000
printf(“R1000 = %frn”, R1000);

在得到PT1000的电阻R1000之后，可以通过查表的方式搜索温度探头的温度。这样得到的温度精度为1℃。假设相邻两度之间的电阻随着温度线性变化，则可以进一步计算得到精度为0.1度的温度。当然这个过程也通过程序完成。

注，由于OP07需要双电源供电，而LM358只需要单电源供电 (也可以用双电源)，所以可以用LM358代替OP07。实际使用的时候，把LM358的负电源引脚接到GND即可。经测试，在同一个电路中，用LM358与OP07对PT1000的电压进行放大，结果基本一致。

2、PT100
用上述电路图也可以用于测量PT100的电阻。由于PT100的最大工作电流为1mA，0℃时PT100的电阻为100Ω，所以需要调整电路中的各个电阻的阻值，使所有元件工作在正常范围内。
下图是修改后的电路：放大倍数为75倍。需要再增加一个变阻器进行校准，可以得到更精确的结果。由于PT100的测量电路与PT1000的电路相同，所以可以用相同的代码计算PT100的电阻值、计算对应的温度。

在这里插入图片描述