铂金属pt100温度传感器原理及使用.doc

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1、PT100铂金属温度传感器使用铂金属pt100温度传感器原理及使用Pt100温度传感器是正温度系数热敏电阻传感器，Pt100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。铂热电阻的线性较好，在0~100摄氏度之间变化时，最大非线性偏差小于0.5摄氏度，Pt100温度传感器主要技术参数如下：测量范围：-200℃～+850℃；允许偏差值△℃：A级±（0.15＋0.002│t│），B级±（0.30＋0.005│t│）；最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm； 允通电流≤5mA。   PT100温度感测器是

2、一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)　其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度,因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。1：Vo=2.55mA×100(1+0.00392T)=0.255+T/1000。2：量测Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不準。电路分析由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,由于7.2V齐纳二极体的作用,使得1K电阻和5K可变电阻之电压和为6

3、.5V,靠5K可变电阻的调整可决定电晶体的射(集极)极电流,而我们须将集极电流调为2.55mA,使得量测电压V如箭头所示为0.255+T/1000。其后的非反向放大器,输入电阻几乎无限大,同时又放大10倍,使得运算放大器输出为2.55+T/100。6V齐纳二极体的作用如7.2V齐纳二极体的作用,我们利用它调出2.55V,因此电压追随器的输出电压V1亦为2.55V。其后差动放大器之输出为Vo=10(V2-V1)=10(2.55+T/100-2.55)=T/10,如果现在室温为25℃,则输出电压为2.5V。图1PT100传

4、感器封装图无需注册应用领域:宽范围、高精度温度测量领域。如：轴瓦，缸体，油管，水管，汽管，纺机，空调，热水器等狭小空间工业设备测温和控制。汽车空调、冰箱、冷柜、饮水机、咖啡机，烘干机以及中低温干燥箱、恒温箱等。供热/制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制常用电路图  R2、R3、R4和Pt100组成传感器测量电桥，为了保证电桥输出电压信号的稳定性，电桥的输入电压通过TL43稳至2.5V。从电桥获取的差分信号通过两级运放放大后输入单片机。电桥的一个桥臂采用可调电阻R3，通过调节R3可以调整输入到运放的

5、差分电压信号大小，通常用于调整零点。    放大电路采用LM358集成运算放大器，为了防止单级放大倍数过高带来的非线性误差，放大电路采用两级放大，如图5.1所示，前一级约为10倍，后一级约为3倍。温度在0~100度变化，当温度上升时，Pt100阻值变大，输入放大电路的差分信号变大，放大电路的输出电压Av对应升高。注意：虽然电桥部分已经经过TL431稳压，但是整个模块的电压VCC一定要稳定，否则随着VCC的波动，运放LM358的工作电压波动，输出电压Av随之波动，最后导致A/D转换的结果波动，测量结果上下跳变。铂热电阻阻

6、值与温度关系为：式中，A=0.00390802；B=-0.000000580；C=0.0000000000042735。可见Pt100在常温0~100摄氏度之间变化时线性度非常好，其阻值表达式可近似简化为：RPt=100（1+At），当温度变化1摄氏度，Pt100阻值近似变化0.39欧。Pt100的分度表（0℃~100℃）程序处理    一般在使用PT100的温度采集方案中，都会对放大器LM358采集来的模拟信号AV进行温度采样，即进行A/D转换。    A/D处理包括两方面内容，一是A/D值的滤波处理，二是A/D值向

7、实际温度转换。由于干扰或者电路噪声的存在，在采样过程当中会出现采样信号与实际信号存在偏差的现象，甚至会出现信号的高低波动，为了减小这方面原因造成的测量误差，在实际采样时采样18个点，然后再除去其中偏差较大的两个点，即一个最大值和一个最小值，再对剩余的16个点取均值，这样得到的A/D转换结果比较接近实际值。    在对数值进行滤波操作之后，还要将A/D值转换为温度，常用的两种方法为查表法和公式法：查表法比较麻烦，而且精度也不高，适合于线性化较差的NTC温度传感器；公式法比较简单，只需要确定比例系数K和基准偏差B即可，适合

8、于线性化较好的传感器温度转换的C语言实现过程为：  fT=(ADC_data*K)–B;//换算成温度值。    得到温度后，一般还会对被控对象根据实际温度和目标温度进行实时的控制，要又要设计到控制算法，如：模糊控制、PID调节等。这里简单介绍一下PID控制原理，更多内容请察看相关书籍。PID工作原理    PID（Proport