溫度是日常生活、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、化工、石油等領(lǐng)域最常遇到的一個(gè)物理量，也是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一。對(duì)溫度的測(cè)量與控制在現(xiàn)代工業(yè)中也是運(yùn)用的越來(lái)越廣泛。作為在各種控制場(chǎng)合經(jīng)常使用的傳感器，它的性能好壞會(huì)直接影響到系統(tǒng)性能。

　　因此，要選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎粌H要掌握各種類(lèi)型傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器的信號(hào)應(yīng)該如何控制、處理和現(xiàn)實(shí)，只有通過(guò)對(duì)傳感器應(yīng)用實(shí)例的分析了解，才能掌握傳感器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

　　現(xiàn)在越來(lái)越多的傳感器被用于各個(gè)領(lǐng)域，且為了提高自身的功效、時(shí)效及生產(chǎn)力，各領(lǐng)域的專(zhuān)家們也在自主研發(fā)適用于該領(lǐng)域的傳感器，于是種類(lèi)繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。接下來(lái)我們主要來(lái)談?wù)凱T1000溫度檢測(cè)和控制部分的相關(guān)信息。

　　（1）測(cè)溫電路部分

　　測(cè)溫環(huán)節(jié)電路輸出的電壓范圍為0.3-3.3V。下圖是我設(shè)計(jì)的測(cè)溫環(huán)節(jié)電路圖。選用PT1000（PT1000阻值變化幅度大，測(cè)溫的靈敏度較PT100高一些；PT100更適合大范圍測(cè)溫）。電橋電壓為T(mén)L431產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓4V。或者用REF3140產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的4.096V作為電橋的輸入電壓。R1和R2作為電橋的兩臂，考慮到流過(guò)PT1000的電流不超過(guò)0.5mA，選擇R1和R2阻值為7.5K。

　　電橋輸入送到由OP07組成的差動(dòng)放大電路中。經(jīng)過(guò)放大后電壓輸出送到STM32的AD采樣端口。由電橋平衡的計(jì)算公式可以算出，R3+R4=984.4歐，取值985歐；差動(dòng)放大電路放大倍數(shù)為45.13倍，取值45倍。此時(shí)根據(jù)選取的參數(shù)可以算出：在0攝氏度時(shí)：輸出電壓為287.366mV；15攝氏度時(shí)，輸出電壓為1.399V；40攝氏度時(shí)，輸出電壓為3.207V。

　　圖1 測(cè)溫部分電路圖

　　（2）溫控部分

　　TEC驅(qū)動(dòng)芯片采用BTS7960電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。BTS7960持續(xù)的漏極電流高達(dá)40A，能允許PWM的頻率從0Hz到25kHz之間任意變化。驅(qū)動(dòng)電流可直接由輸入邏輯電平控制。輸入INH和IN引腳的電平在1.75V以上就可以識(shí)別為高電平，1.4V以下就可以識(shí)別為低電平；可以用STM32單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。其電平特性如圖2所示。

　　圖2 BTS7960電平特性

　　本身BTS7960可以組成半橋驅(qū)動(dòng)電路，在實(shí)際應(yīng)用中，我將兩片BTS7960組成全橋驅(qū)動(dòng)電路。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流通TEC電流的方向控制，即可以實(shí)現(xiàn)TEC制冷，也可以使TEC進(jìn)行加熱。實(shí)際電路圖如圖3所示。

　　圖3 TEC驅(qū)動(dòng)電路

　　PWM1接單片機(jī)定時(shí)器的PWM輸出端口，進(jìn)行占空比的調(diào)節(jié)。CONTROL接單片機(jī)普通IO口，對(duì)BTS7960進(jìn)行工作和休眠兩種狀態(tài)的控制（當(dāng)設(shè)定為低電平進(jìn)入睡眠狀態(tài)）。DIR接單片機(jī)普通IO口，控制流通TEC的電流方向。當(dāng)IN輸入為1時(shí)，高端MOSFET開(kāi)通，低端MOS-FET關(guān)斷，反之則高端關(guān)斷低端開(kāi)通。

　　（3）電平轉(zhuǎn)換部分

　　采用SN74LVC4245IO接口電平轉(zhuǎn)換芯片，共8路。可以實(shí)現(xiàn)3.3V和5V電平互轉(zhuǎn)。其封裝（也有貼片封裝）和功能列表如圖4所示。

　　圖4 SN74LVC4245芯片引腳圖和功能說(shuō)明