[整理]PT100温度传感器测量电路

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1、PT100温度传感器测量电路温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的钳丝热电阻传感器,可以工作在-200°C至650°C的范围•本电路选择其工作在T9°C至500°C范围。整个电路分为两部分，一是传感器前置放大电路，一是单片机A/D转换和显示，控制，软件非线性校正等部分。前置放大部分原理图如下：传歸前戢大电路B0RTLQ02CMl.334丄11

2、AA

3、

4、111r104PT100匚OK-JJR1031TT1KTL062」1吕单片tilAt输八:lu▼-IRW=2klu丄-5V由HC04电路产生-5

5、VPT100输入:100-280.98Q工作原理：传感器的接入非常简单，从系统的5V供电端仅仅通过一支3K92的电阻就连接到PT100了•这种接法通常会引起严重的非线性问题，但是•由于有了单片机的软件校正作为后盾，因此就简化了传感器的接入方式.按照PT100的参数，其在0°C到500°C的区间内，电阻值为100至280.9Q,我们按照其串联分压的揭发，使用公式:Vcc/(PT100+3K92)*PT100二输出电压(mV),可以计算出其在整百°C吋的输出电压，见下面的表格:温度°CPT100阻值Q传感两

6、端电压mV0100.00124.381100.39124.850119.40147.79100138.51170.64150157.33192.93200175.86214.68250194.10235.90300212.05256.59350229.72276.79400247.09296.48450264.18315.69500280.98334.42单片机的10位A/D在满度量程下，最大显示为1023字，为了得到PT100传感器输出电压在显示500字时的单片机A/D转换输入电压，必须对传感器的原始

7、输出屯压进行放大，计算公式为：(500/1023*Vcc)/传感器两端电压(n)V/°C),(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为10.466o关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照(500/1023*Vcc)/传感器两端电压不能得到10.466的结果，而是得到11.635的结果。实际上，500个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为450个字，因此，公式中的500°C在实际计算吋的取值是450而不是500o450/1023*5/(0.33442-0.12438)~1

8、0.47。其实,计算的方法有多种，关键是要按照传感器的mV/°C为依据而不是以被测温度值为依据，我们看看加上非线性校正系数:10.47*1.1117=11.639499,这样，热心朋友的计算结果就吻合了。运算放人器分为两级，后级固定放人5倍（原理图中12K/3K+1二5）,前级放大为：10.465922/5二2.0931844倍，为了防止调整时的元器件及其他偏差，使用了一只精密微调电位器对放大倍数进行细调，可以保证比较准确地调整到所需要的放大倍数（原理图中10K/（8K2+Rw）+l）o通常，在温度测量

9、电路里，都会有一个“调零”和另一个“调满度”电位器，以方便调整传感器在“零度”及“满度”时的止确显示问题。本电路没有采用两只电位器是因为只要“零度”调整准确了，就可以保证整个工作范圉的正确显示，当然也包括满度时的最人显示问题了。那么，电路中对“零度”是如何处理的呢？它是由单片机程序中把这个“零度”数字直接减掉就是了，在整个工作范围内，程序都会自动减掉“零度”值之后再作为有效数值来使用。当供电电压发生偏差后，是否会引起传感器输入的变化进而影响准确度呢？供电变化后，必然引起流过传感器的电流发生变化，也就会使

10、传感器输出电压发生变化。可是，以此同时，单片机的供电也是在同步地接受到这种供电变化的，当单片机的A/D基准使用供电电压时，就意味着测量基准也在同步同方向发生变化，因此，只要参数选择得当，系统供电的变化在20%之内时，就不会影响测量的准确度。（通常单片机系统并不允许供电有过人的变化，这不仅仅是在温度测量电路中的要求。）后级单片机电路的原理图如下:从传感器前置放大电路输出的信号，就送入到I1T46R23的A/D转换输入端口(PBO/ANO),由单片机去进行各种必需的处理。首先是进行软件非线性校正，把输入信号

11、按照不同的温度值划分为不同段，再根据其所在的段分别乘以不同的补偿系数，令其与理论值尽量接近，经过非线性校正的数字，才被送去进行显示，比较用户设定的控制值等等。各段的非线性补偿系数见下列表格(仅仅列岀主要段的数据，非全部表格内容)：传感电压mV/°C内部AD读数校正系数124.3781供电电阻=3K92±1%,供电电压二5.000V±l%124.84500.46701.001.0000147.79420.468350.140.9972170.