铂电阻测温电路的线性化设计方法
铂热电阻测温中的线性化处理
铂热电阻测温中的线性化处理第年譬期猕,V0I.4No.2J∞.洲I一l叫铂热电阻测温中的线性化处理李江全支民丛锦玲吴大勇(1石河子大学工学院机械电气工程系,石河子832003;2石河子东热电,厂,石河-3:832004)提要根据铂热电阻不平衡电桥测温的原理,进行了测温误差分析,利用最小二乘法,给出了一组多项式公式,很好地解决了铂热电阻不平街电桥法测温方案中的非线性误差,并在实际应用中得到验～关键词最小二乘法.至±塑皇堑退涮量绒崖亿理中圈分类号Tb1930115文献标识码A文章编号1007.7383l五o0o】0204各种智能仪表中广泛使用铂热电阻作为温度传感器.典型的用法是前端采用不平衡电桥测量铂热电阻随时间变化的毫伏信号输出,再经过放大和A/D转换.送到单片机中进行运算.这种用法中,铂热电阻的非线性和不平衡电桥的非线性给最后的温度测量带来一定的误差.解决铂热电阻不平衡电桥测温法中非线性误差的方案有许多种,我们采用的是最/bZ.乘法,只需要一个简单的多项式即可获得满意的铡量精度.1铂热电阻的非线性我们知道,铂热电阻在0～850℃范围内随温度变化的阻值公式为:R.=R0(1+a+辟).(1)式(1)中,R表示温度为f℃时铂热电阻阻值,n;凡表示温度为0℃时铂热电阻阻值,n; f表示工作温度,℃;,为常数.对于铂电阻Ptl00,式(1)中的常数为[】:R口=100n,a=3.90802x10'℃～.口=一5.802×10一℃～.显然由式(1)可知,与t是非线性关系,且随着温度的升高,铂热电阻的非线性越来越严重.2测量电桥的非线性当铂热电阻阻值变化幅度较大时,不平衡电桥即存在严重的非线性.在实际测量中,电桥的输出端接至放大器,放大器输入端的内阻R很高,远远大于桥臂的电阻,电桥的输出端相当于开路,则电桥的输出是B,D两端的电位差.铂热电阻铡温电桥见图1.收稿日期:19994]6-28第2期李江全等:铂热电阻测温中的线性化处理139围l铂热电阻测温电桥根据图1可知:,U(月f2一月1R3).一(R+R1)(R2+R,)+[fl(2+3)+23(置+R1)]/皿.由于是的数值很太,故上式分母中的第2项可以忽略不计,则:,R』2一RlR3.一(J+1)(2+尺3)若令Rl=R2,R3:R0,设R=R0+,则有:.l丽百而.式(2)中如是温度变化时铂热电阻阻值的变化量,凡(+戽).因为R0+Rl>>地,如果对式(2)做简单的线性化处理,可得::月则电桥的线性化误差为:%一U0—丽.由式(4)可得到Ptl00铂热电阻不平衡测量电桥线性化处理的误差(表1).裹l不平衡电桥线性化处理误差温度l/电阻值R/CI误差e/%温度t/T.电阻值R/n误差e/%5019400.3740O147.042.8310038500.745001帅903.4815057.311106OO213.594.1520075.841.45700245.134.71300112022.15800275.5J5,30(2)(3)f4)由此可见,在实际应用中,系统的误差主要是不平衡电桥的非线性,同时,当测温范围太于100时,这种线性化处理的误差将随着量程的增加而增加,最终达到不能允许的程度.l40石河子大学(自然科学版)第4卷3解决方案铂热电阻不平衡电桥法测温方案中非线性误差的常用解决方案有n]:插值法,折线法和迭代法.但是插值法和折线法对内存空间有一定要求,同时要求选取合适的插值点,而迭代法则存在运算复杂,运算周期长的缺点.在设计智能热量计的过程中,可以采用最,'b--乘法很好地解决铂热电阻不平衡电桥法测量方案中的非线性误差.经过推导,可知送到A/D转换电路的电压为:=RRR,(5)一(0+I)(0+l+)式(5)也可简化为:豇凡c.(6)式(6)中=‰UR】.在实际应用中,是已知电压值而求温度值'.只要有足够的数据点,就可以用最小二乘法进行曲线拟台.对于Ptl00,量程为0—800.c,对应输入电压为5v的测温方案,丘=516.7236[.将各温度对应下的凡.值代入式(6),即可得到一组数据点(表2).寰2测置电桥铂热电阻置魔与输出电压温度t/'E电压/V温度l/℃电压/V温度t/'E电压/V温度t/'E电压E'/vOo002501.775003.347504.7450O.373002.10.5503.638005.∞100o733502.426o03.9215o1.嗍4oo2.736504.2o2001.434503.047004.47在实际计算过程中,为防止运算溢出,拟合多项式的形式为:口0+口l(一)+口2(一)+口3(一)..1L7上式中:u=∑"=2.65.用最/b---乘法进行拟台得:ft.0385.95,i=159.64,ft.2=6.07,3=0.34.故对于使用Ptl00,量程为0～800℃,对应输入电压为0—5V的测温方案,其多项式的拟合公式为tt=385.95+159.64(一2.65)+6.O7(一2.65)+O.34(一2.65)..(7)经过实际测试与利用式(7)计算,可得到它们之问的误差(表3).经过大量测试,由拟合公式(7)计算得到的温度值与实际温度的误差绝对值的最大不超过0.20℃.第2期李江全等:铂热电阻测温中的线性化处理l4l衰3lql00温拟台公式0—800℃误差电压实测温度计算温度误差电压实测温度计算温度误差u.//℃/℃绝对值/℃U,//℃/℃绝对值/℃000000—0.140.14250362.94362860.080.5069.9768.06009300d43.41443.33008l00I3808138200.123.50527.00527.010.0l502105210.55O0440061406614.15O.092.0028540285380.054.50704.907135.0J0I14结语1)最小二乘法使用起来非常简单,速度快,误差小,在智能热水流量计中的应用效果十分良好,该方法的原理同时还可以应用于热电偶测温中.2)在实际应用中编制专门的程序,可对不同的铂热电阻,测温范围及量程给出相应的多项式拟台公式.参考文献李军,贺庆之检测技术[北京:中国轻工业出版社,1996同济大学编.热工测量与自动词节[^|]北京:中国水利水电出版社,1993陈润泰,许琨.梭测技术与仪表[M]长沙:中南工业大学出版杜,1995 LinearizingTreatmenttoTemperatureMeasurementOfPlatinumThermistorLiJiangquanZhiMin2CongJinlingWuDayong(1plofMaehano-ElectricEⅡgin,EnCoil,ShiheziUniv,Shihe~832003 2"IheEastHeating&PowerPlant.Shihezi832004) AbstractThispaperpresentstheelToranalysisandeorroctiol~lmethodfortemperatureffle.asureme,nttoplatinumthermistorwithunbalancedvoltmeterbridgeonthebasisofthepri ncipleofleastsquaremethod.Severalpolynomialsweregivenandhadbeentestedbyexperiments.Thi smethodwproventobesimpleandvaluable.Keywordsle~.stsquaremethod;phtinumthermister;unbalancedvoltmeterbridge。
热电阻传感器原理及铂热电阻测温系统的设计
热电阻传感器原理及铂热电阻测温系统的设计1. 设计思想电厂的热自动控制是非常重要的。
它是电厂的核心,关系到电厂的安全生产。
热自动控制的一些依据是温度,温度测量的准确度是非常重要的。
铂金属虽然比较贵重,但它具有较好的电阻系数,较大的电阻率;因此,它的温度灵敏度高,对温度变化的反应速度快;同时,电阻温度特性较好,便于分度和读数。
为此,笔者选用铂金属作为温度测量元件,对铂热电阻测温电路进行了重新设计。
2. 基本原理热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻率随温度的变化而变化的原理制成的。
铂属贵重金属,具有耐高温、温度特性好、使用寿命长等特点,因而得到广泛应用。
铂电阻阻值与温度之间的关系是非线性,即Rt = R0 ( I +αt +βt2 ) ( t在0～630℃之间) (1)式中: Rt —铂热电阻的电阻值,Ω;R0 —铂热电阻在0℃时的电阻值, R = 100Ω;α—一阶温度系数,α= 3.908 ×10 -3 ( ℃)β—二阶温度系数,β= 5.802 ×10 -7 ( ℃)在实际测温电路中,测量的是铂电阻的电压量,因而需由铂热电阻的电阻值推导出相应的电压值与温度之间的函数关系,即Ut = f (Rt ) = f[ f ( t) ] (2)从而计算出(即测量)实际的温度。
3. 设计方案铂热电阻测温电路的总体方案为:依据铂热电阻阻值的测量从而计算出(测量)实际的温度。
为了提高测量精度,减少误差,采用三导线单臂电桥测量,测量电压是毫伏级。
为此测量电压必须经过放大器放大后,才能输入到微机A /D或V /F部分进行计算机处理,从而实现微机数字化温度测量,提高测温的准确性。
3.1测温电路的电源部分由于铂热电阻接在三导线单臂电桥,铂热电阻的单臂电桥需要电源供电,供电电压UA = 5V。
采用计算机进行测量,又需要提供微机整机电源。
这样需要提供两套电源。
为了提高测量温度精度,减少对测温电路的干扰,这两套电源采用相互独立的电源供电,电路如图。
铂电阻测温电路的线性化设计方法
铂电阻测温电路的线性化设计方法
Key与被测温度q之间具有函数关系
因为电阻经桥路检测后，其出电压UM与被测温度q之间有函数关系：其中M，N为待定常系数。
A/D转换后的出结果若能完全补偿铂电阻温度非性，则有：Uin=aq+Bq2
将式（2）和式（3）代入式（1，
假设：AT1=M，BT1=N/2，
则有：T2与q在数值上大小相等，即T2=q，可见实现了电阻的温度与数字量性转换。
可以看出在A/D转换过程中，模电压输入与数字量输出之不是线性关系，其函关系刚好与Rq—q关系相反当其特性实现了相互完全补偿，就能获得线性q/T2转换。
然，利用双积分A/D转换实非线性校正的关键是应能满足式（3）所表征的函数关系。
本方采用RC回路极其简单地达到该目的。
转于2.高精度A/D转换器ICL7135铂电阻温电路线性化设计的实现采了4位半双积分型A/D转换器ICL7135。
ICL7135每一个转换周期分为三阶段：自动调零阶段、被测电压分阶段、对基准电Uref进行反积分阶段。
下面结铂电阻温度测量分析ICL7135的工作过程：
图2中用ICL7135的BUSY端接89C52的部中断POL为信极性输出端，接89C52的P1.7，、低电平表示被测信号为正、负性。
四、实验果及误差分析
在以铂阻测温电路的线性化设计的方案，误差。
铂电阻测温仪的设计与实现
铂电阻测温仪的设计与实现摘要：介绍了铂电阻测温仪的硬件及软件设计，并针对不平衡电桥中以及铂电阻的阻值和温度之间的非线性给温度测量带来一定的误差这一缺点，给出一种查表线性化的方法，实现了电路参数的自适应选取，使得误差达到了0.5级仪表的要求。
关键词：铂电阻查表线性化测温仪参数自适应铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器，由于其测量准确高、测量范围大、复现性和稳定性好等，被广泛用于中温（-200℃～650℃）范围的温度测量中。
但在这种检测电路中，不平衡电桥中以及铂电阻的阻值和温度之间的非线性特性给最后的温度测量带来了一定的误差。
早期通常采用硬件电路来减小这种误差。
但硬件法不但增加了电路的复杂性，而且由于包括传感器在内的各种硬件本身的缺陷和弱点，所以往往难以达到较高的指标要求。
因此，在系统的设计上引入与检测技术直接相关的数据处理算法，即软件算法来实现线性化处理的要求，可以有效地提高系统的精度，降低成本。
本测温仪通过采用查表线性化得出温度各点对应的A/D转换值，并且利用软件算法实现了电路中各参数的自适应调整选取，在尽可能提高分辨率的情况下使设计的电路在给定的温度范围内各点的分辨率近似相等，从而方便了硬件电路的设计和电阻的选取，也减小了铂电阻测温电路的非线性误差。
1 系统结构测温仪的系统硬件结构框图如图1所示。
考虑到功耗及整机的精度和价格等问题，测温仪的单片机控制器采用ENC的8位78K0系列单片机，并启用了看门狗功能，以提高测温义的抗干扰性能。
测温系统采用不平衡电桥测量铂电阻随温度变化的电压信号，经过放大、A/D转换后，送到单片机中进行处理和显示。
采集时显示最值温度，超过设定值则报警。
本测温仪通过USB接口与PC机连接，上位机负责设置采集开始时间、采集间隔时间等参数，并读取下位机数据，进行数据分析和处理。
2 系统硬件设计测温仪的测温电路采用典型的铂电阻电桥电路，如图2所示。
该测温仪的测温电路采用软件算法中的查表线性化方法，利用软件算法对电路参数进行自适应调整选取，在保证高分辨率的情况下，使得在给定的温度范围内各点的分辨率近似相等，误差可达到0.5级仪表的要求，提高了测温仪的整体性能。
基于铂电阻的温度测量系统设计
目录第1章题目及原理分析 (1)第2章总体设计 (3)第3章详细设计及公式计算 (3)3.1 三线制恒流源驱动电路设计 (3)3.2 信号调理电路设计 (5)第4章参数设计及运算 (6)第5章仿真结果 (7)第6章误差分析 (9)第7章心得体会 (9)参考文献 (11)- 1 -第一章 题目及原理分析本次设计题目为基于铂电阻的温度测量调理电路设计，金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器。
本设计即是利用铂电阻传感器作为测温元件进行温度测量，设计关键是要能准确地测量出铂电阻传感器的电阻值，并以电压形式表现出来,从而得到温度的变化，在常用的Pt1000(Ro=1 000 Ω)是以温度系数TCR=0．003 851为标准统一设计的铂电阻。
其温度电阻特性是：温度／电阻特性公式如下：-200<t<0℃ ])100(1[R R 320t t t C Bt At -+++=0<t<850℃ )1(R R 20t Bt At ++=其中Rt 在t℃时的电阻值，R0在0℃时的电阻值。
TCR=0.003851时的系数值为：41202701-3010*183.4,10*775.5,10*3..9083A ------=-==C C C B C在进行电路设计时，由于高此项的系数较小，可进行近似的线性处理。
Pt1000分度表第二章.总体设计本温度测量电路采用三线制恒流源驱动法驱动铂电阻传感器。
三线制恒流源驱动法是指用硬件电路消除铂电阻传感器的固定电阻(零度电阻)，直接测量传感器的电阻变化量。
后接一信号调理电路用于将pt电阻随温度变化的阻值用电压的形式表示出来。
第三章.详细设计3．1 三线制恒流源驱动电路本电路中温度传感器Pt1000由恒流源驱动电路负责驱动，将其感知的随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号。
由于相比于温度对晶体管或场效应管参数的影响，温度对集成运算放大器参数的影响较小，并且由集成运算放大器构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。
铂电阻智能测温电路设计及非线性校正方法
Ｃｉ ｃ ｔ ｓ ｇ ａ ｍ ｉ ｙ ｎ ｉ ｃ ｉ ｏ ｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｏ ｏ ｕｌ Ｃ ７ ３ ，８ Ｃ １ ｉ ｉ ａ ｕ ｅ ｄ ｓ ｌ ｙ ｃ ｒ ｕｉ ，ａ ｄ ｕ ｐ ｒ ｒ ｕｉ ， ｉ ｎ ｌ ａ ｐｌ ｆ ｉ ｇ ｃ ｒ ｕ ｔ ｍ ｄ ｌ ｏ ｖ ｒ ｉ ｎ ｍ ｄ ｅ Ｉ Ｌ １ ５ ９ ５ ，ｄ ｇ ｔ ｌ ｔ ｂ ｉ ｐ ａ ｉ ｃ ｔ ｎ ｐ ｅ ａ ｒ ｒ ｗ ｅ ｏ ｅ ． Ｔ ｅ ｙ ａ ｉ ｄ ｓ ｌ ｙ ｉ ｃ ｅ ｂ ｃ ｍ ｓ ｈ ｄ ｎ ｍ ｃ ｉ ｐ ａ ｗｉ ｈ ｉ ｉ ａｌ ｔ ｂ ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｔ ｐ ｎ ｂ ｔ ｏ ｌ ｍ ｔ ｌ ｒ ｔ ｄ ｇ ｔ ｕ ｅ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ， ｏ ａ ｄ ｏ ｔ ｍ ｉ ｉ ａ ａ ｍ， ｐ ｉ ｔ ｎ ｒ ｎ ａ ｄ ｓ ｐ ｒ ｒ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｈ ｎ ｃ ｍ ｕ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｎ ｔ ｏ ｓ Ａ ｄ ｈ ｏ ｇ ｔ ｅ ｎ ｌ ｓ ｓ ｆ ｌ ｔ ｎ ｃ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ ｕ ｅ ｏ ｄ ｎ ｔ ｏ ｍ ｃ ｉ ｅ ｏ ｍ ｎ ｃ ｔ ｏ ， ｎ ｏ ｈ ｒ ｕ ｃ ｉ ｎ ． ｎ ｔ ｒ ｕ ｈ ｈ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｐ ａ ｉ ｉ ｒ ｓ ｓ ａ ｃ
Ａ ｓ ｒ ｃ ： Ｔ ｅ ｍｉ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｅ ａ ｓ ｆ ｉ ｓ ｈ ｇ ｅ ｉ ｂ ｌ ｔ 。 ｈ ｇ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ — ｒ ｃ ａ ｉ Ｓ ｗｉ ｅ ｙ ａ ｐ ｉ ｄ ｔ ｂｔａ ｔ ｈ ｃ ｏ ｏ ｔ ｏ ｌ ｒｂ ｃ ｕ ｅ ｏ ｔ ｉ ｈｒ ｌａ ｉ ｉｙ ｉ ｈ ｐ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ｐ ｉ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｄ ｌ ｐ ｌ ｅ ｏ
的一种温度 传感器 。铂 电阻温度传 感器 不仅被广泛应用于工 业测温 ，而且被制成各种标准温度 计供计量和校准使用 。虽 然铂 电阻在 不需要精密测量 的领域 ，可 以被 当成线性元件使 用 ，但 是在精密测量 时，它的非线 性特 性就不得不被重视起 来 。本 文介绍的正是在精密测量 时，通 过分析铂 电阻 的非线 性特 性， 而使 用非线性模数转换器 ７３ 进 １ ５实现铂 电阻 的线性
铂电阻温度测量系统设计
__________________________________________________传感器及变送电路学年设计报告铂电阻温度测量系统设计姓名：班级：学号：2013年12月27日目录第1章总体方案与精度设计1.1不同方案分析与比对方案一：Pt100 电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。
采用惠斯顿电桥，电桥的四个电阻中三个是恒定的，另一个用Pt100 热电阻，当Pt100 电阻值变化时，测试端产生一个电势差，由此电势差换算出温度。
以78E51 单片机为处理器，采用恒流源为信号获取电路的测温方案，恒流源通过Pt100 热电阻，温度变化引起Pt100 电阻值的变化，从引起电压的变化，放大后经AD 采用后，送由单片机处理，换算出相应温度。
为了达到高精度、宽量程的测温要求，选用的是AD 转换芯片是12 位串行AD 芯片MAX1270。
方案二：铂电阻传感器是利用金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化的物理特性而制成的温度传感器。
以铂电阻作为测温元件进行温度测量的关键是要能准确地测量出铂电阻传感器的电阻值。
按照IEC751国际标准，现在常用的Pt1000(Ro=1 000 Ω)是以温度系数TCR=0．003 851为标准统一设计的铂电阻。
本温度测量系统采用三线制恒流源驱动法驱动铂电阻传感器。
三线制恒流源驱动法是指用硬件电路消除铂电阻传感器的固定电阻(零度电阻)，直接测量传感器的电阻变化量。
图l为三线制恒流源驱动法高精度测量方案，参考电阻与传感器串联连接，用恒流源驱动，电路各元件将产生相应的电压，传感器因温度变化部分电阻的电压可以由后面的放大电路和A／D转换器直接测量，并采用2次电压测量—交换驱动电流方向，在每个电流方向上各测量一次。
其特点是直接测量传感器的电阻变化量，A／D转换器利用效率高，电路输出电压同电阻变化量成线性关系。
铂电阻测温电路设计与仿真
铂电阻测温电路设计与仿真一、电路总体设计铂电阻测温电路主要由电源模块、信号放大模块、滤波模块、AD转换模块、微控制器模块和人机交互模块组成。
总体设计需要考虑各模块的接口和信号传输，确保电路的稳定性和可靠性。
二、电源模块设计电源模块为整个测温电路提供稳定的电源。
设计时需要考虑电源的稳定性、噪声和功耗。
常用的电源芯片有线性电源芯片和开关电源芯片。
线性电源芯片输出电压连续，但功耗较大；开关电源芯片功耗较小，但输出电压不连续。
根据实际需求选择合适的电源芯片。
三、信号放大模块信号放大模块的作用是将铂电阻的电阻值变化转化为电信号，并进行适当的放大。
常用的放大器有运算放大器和仪表放大器。
运算放大器具有高带宽、低噪声等特点，适用于信号放大；仪表放大器具有高精度、低噪声等特点，适用于弱信号放大。
根据实际需求选择合适的放大器。
四、滤波模块设计滤波模块的作用是滤除电路中的噪声和干扰，提高测温精度。
常用的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
设计滤波器时需要考虑通带和阻带的频率范围，以及通带和阻带的陡度。
根据实际需求选择合适的滤波器。
五、AD转换模块AD转换模块的作用是将模拟信号转换为数字信号，以便微控制器进行处理。
常用的AD转换芯片有ADC0809和AD7705等。
设计时需要考虑AD转换的精度和速度，以及与微控制器的接口。
六、微控制器模块微控制器模块是整个测温电路的控制核心，负责数据的处理和传输。
常用的微控制器有8051系列和PIC系列等。
设计时需要考虑微控制器的资源（如I/O口、中断等）和程序存储空间，以及与外围设备的接口。
七、人机交互模块人机交互模块的作用是实现电路与用户的交互，如显示温度值、按键控制等。
常用的显示芯片有LCD1602和OLED等，按键芯片有矩阵键盘等。
设计时需要考虑人机交互的便利性和美观性。
八、仿真软件选择与设置为了验证设计的正确性和可行性，需要进行电路仿真。
常用的电路仿真软件有Multisim和Proteus等。
铂电阻数字温度计课程设计.
铂电阻数字温度计课程设计报告学生学号:106034070学生姓名: 指导教师:专业班级:测控技术与仪器063班设计时间:2009年5月张利辉 潘文诚、设计任务与要求1•铂电阻线性电路的设计；2. 消除引线影响；3. ICL7107显示数控电路的应用；4. MATLAB和PROTEU仿真；5. 设计一个量程为0-300 C,分辨率为「C的铂电阻数字温度计;二、电路原理分析与方案设计利用铂电阻温度传感器、随温度变化信号的线性化技术、消除引线电阻的影响并使用ICL7107显示电路制作一个量程为0〜300C，分辨率为1C的铂电阻数字式温度计。
电路原理图如下:耳亍—__—4 - 1■- - ■?11为-- . I .J丄'•- .............................................. 0^—T■.J_1 A..■X :L—■I I ■■+LUCM1•…er ■--4胖一............................ 51- -Iff 三、单元电路分析与设计R1-Jud £4Jr1.铂电阻PT100温度传感器导体的电阻值随温度变化而变化，通过测量其电阻值推算出被测环境的温度，利用此原理构成的传感器就是热电阻温度传感器。
能够用于制作热电阻的金属材料必须具备以下特性：（1）电阻温度系数要尽可能大和稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系；（2）电阻率高，热容量小，反应速度快；（3）材料的复现性和工艺性好，价格低；（4）在测量范围内物理和化学性质稳定，目前, 在工业中应用最广的材料是铂和铜。
铂电阻与温度之间的关系，在 0〜630.74 C 范围内可用下式表示:F T =F 0(1+A*T+B*TA2)在-200〜0 C 的温度范围内为F T =F 0[(1+A*T+B*T^2+C*(T-100 C )卩3)]式中：F 0和F T 分别为在0C 和温度T 时铂电阻的电阻值，A B 、C 为温度系B=-5.80195e-7A-2,C=-4.27350e-12 C 八-4。
铂电阻温度测量系统设计
传感器及变送电路学年设计报告铂电阻温度测量系统设计姓名：班级：学号：2013年12月27日目录第1章总体方案与精度设计..................... 错误！未定义书签。
1.1 不同方案分析与比对...................... 错误！未定义书签。
1.2 传感器设计.............................. 错误！未定义书签。
第2章总体方案设计........................... 错误！未定义书签。
2.1 方案一.................................. 错误！未定义书签。
2.2 方案二.................................. 错误！未定义书签。
2.3 方案三.................................. 错误！未定义书签。
2.4 方案分析对比............................ 错误！未定义书签。
2.5 小结 (14)第3章具体设计与特性分析..................... 错误！未定义书签。
3.1 传感器设计.............................. 错误！未定义书签。
3.2 转换电路设计............................ 错误！未定义书签。
3.3 传感器总体分析.......................... 错误！未定义书签。
3.4 使用条件和误差补偿...................... 错误！未定义书签。
3.5 仿真实验................................ 错误！未定义书签。
3.6 小结 (18)总结.......................................... 错误！未定义书签。
参考文献...................................... 错误！未定义书签。
铂电阻温度测量系统的标度变换方法
第19卷 第1期西安矿业学院学报V ol.19N o.1 1999年3月 JO U RNAL OF X I A N M I NI NG INST IT UT E M ar.1999铂电阻温度测量系统的标度变换方法李爱国(西安矿业学院计算机系,西安710054)摘 要:基于铂电阻传感器的计算机温度测量或控制系统的标度变换方法。
文中提出了线性铂电阻变送电路情况下的标度变换方法,并针对电桥电路的非线性,提出了克服这种非线性的标度变换方法。
文中还讨论了如何减小标度变换的计算误差。
关键词:铂电阻;温度测量;标度变换;传感器中图分类号:T P212 文献标识码:A 文章编号:1001-7127(1999)01-0073-04铂电阻作为一种精密的温度检测元件被广泛应用于智能仪表和自动控制系统。
标度变换就是将测量系统的A/D采样值转换为对应的温度值。
各种文献对如何选择铂电阻,如何设计铂电阻变送电路,如何设计放大电路,如何选择A/D转换器等问题研究的较深入,但是有关铂电阻温度测量系统的标度变换方法问题(以下简称标度变换)却较少研究。
然而,研究发现标度变换不仅对系统的温度测量精度影响重大,而且采用适当的方法还可以克服有些铂电阻变送电路存在的非线性。
因此标度变换方法有深入研究的必要。
本文根据铂电阻的阻值R t与温度t之间的关系给出了标度变换的一般公式,在此基础上,分别研究了当铂电阻变送电路的输出电压U0与铂电阻的变化值 R呈线性关系的情况和当U0与 R呈非线性关系的情况时的标度变换方法。
1 标度变换的一般公式根据DIN-IEC751标准可知,对分度号为P t100的铂电阻传感器,当温度t>0时,铂电阻的阻值R t和温度t之间有如下的关系R t=R0(1+At+Bt2)(1)式中 R0是t=0时铂电阻的阻值R0=100A=3 96847!10-3/B=-5 847!10-7/由(1)式得R=R t-R0=R0A t+R0Bt2于是基金项目:本文的研究工作得到国家∀八#五∃重点科技攻关项目的资助。
PT铂热电阻温度检测仪初步设计方案
/technic_article/2009/0701/embed-1448.html无论在工业、农业、科学研究、国防和人们日常生活的各个方面，温度测量和控制都是极为重要的课题。
温度测量系统在单片机系统设计中应用广泛，根据单片机系统设计要求的不同，温度测量系统的设计也有所不同，有采用集成芯片的，也有采用恒流源器件和恒压源器件的。
本系统选用PT100铂热电阻作为温度信号采集元件，来进行温度测量系统设计。
1 基本工作原理PT100铂热电阻的阻值随着温度的变化而变化，利用这一特点来采集温度信号，将采集到的信号转换成电压信号；再经过A／D转换成数字信号并由单片机系统读取；单片机系统把读取到的数字信号进行识别处理，并换算成与温度对应的数字信号，最后再由液晶显示器显示输出温度值。
2 硬件设计硬件组成主要包括恒流源电路、电压放大、A／D转换接口电路、光耦隔离电路、液晶显示电路5个组成部分。
2.1 恒流源电路恒流源电路如图1所示。
其中芯片OP07为运算放大器，它和5个电阻组成恒流源电路，在VIN+处输出1 mA的工作电流。
图中DGND=5 V，VMC=0 V，有4个节点分别是NET1，NET2，NET3，NET4。
设流过R110的电流为Ia，流过R114的电流为Ib，单位为mA，方向都向右。
则根据运放的虚断和虚短，则有方程：DGND-(R111+R110)×Ia+R114×Ib-R113×((DGND-R111×Ia)／R112)-(VDGND-R111×Ia)=代入数据，有：5-(10+1)×Ia+1×Ib-2×((5-10×Ia)／10)-(5-10×Ia)=0可算得Ia+Ib=1，而Ia+Ib即为所求电流I，为1 mA。
根据方程，可知要得到Ia+Ib为常数，必须满足：R113×R111／R112-R110=R114所以，这个电路成为恒流源的条件是：R111／R112=(R110+R114)／R113如果R111=R112则必须R110+R114=R113，此时，恒流值为I=DGND×R113／R112／R114。
铂电阻测温电路的线性化设计
LED显示屏用电源的设计1引言LED显示屏是一种迅速发展起来的新型信息显示媒体。
随着我国经济的不断发展,已被广泛应用于车站、宾馆、银行、医院等公共场合。
显示屏电源是其重要组成部分，主要用来给显示屏发光二极管提供必要的工作电流，保证屏体正常显示。
为简单起见，通常采用由一小功率电源带3到4个显示驱动板的供电方案。
这样,一个较大面积的显示屏需要配接许多电源模块，例如一个2m×1.5m的屏体，就需要提供24个5V/20A的模块电源。
该设计存在以下的缺点。
1）接线复杂每一个电源均需单独地配置交流输入线、直流输出线。
2）电源冗余度差在大多数情况下，屏体显示内容为文字、动画、图片，每个显示驱动板消耗的电流不一样，可能某些电源模块过载，而另一些模块空载。
此外，若某一电源失效，会造成屏体的一部分黑屏。
3）电源过载能力差，利用率低屏体在工作时消耗的电流随画面的内容、颜色、亮度而变化，大部分时间电流较小，而大面积高亮度的画面虽消耗电流大，但持续时间短。
考虑到LED是恒流驱动的，只要驱动板可正常工作，供电电压可以降低一些。
电源最好有下拖形状的限流特性，而不是通常的较陡峭形状的限流特性，以保证有较好的过载能力、较高的利用率。
考虑到以上各点，提出新的供电方案如下1）集中供电，采用n＋1冗余方案。
2）电源模块设计适当的输出电流，模块可均流。
保证屏体装配工艺易实现n＋1冗余。
3）电源模块有下拖形状的限流特性以保证有较好的过载能力、较高的利用率。
4）电源模块有扁平的外形，自然散热，易于在屏体上安装，并利用屏体散热。
5）电源模块带APFC，减小对电网的干扰，适应电网的波动。
2电路设计采用集中供电方案可避免分散供电的缺点，但要求电源的可靠性更高，否则电源一旦失效会造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。
提高电源可靠性的最积极的办法为提高变换效率，减少发热量，同时选用可靠性高的线路与器件。
2．1AC/DC电路设计传统的AC/DC全波整流电路采用的是整流＋电容滤波电路。
铂电阻测温电路的设计
虚拟仪器设计技术大作业题目：铂电阻测温电路的设计专业：电子信息科学与技术班级：电本（2）班学号：79姓名：张顶红同组人：柳建、黄腾辉、罗凯、颜超、舒样超、陈雷指导老师：秦新燕日期：2014年5月22号物理与机电工程学院目录一.课程设计的目的二.课程设计的任务三.铂电阻测温电路原理及设计传感器模型的建立测温电路组成与原理3.2.1稳压电路3.2.2基本放大电路3.2.3校正电路3.2.4电路输出范围的调节整体电路分析与设计3.3.1稳压电路分析3.3.2铂电阻温度特性分析3.3.3 Rw1作用分析3.3.4电路验证实验数据处理四．Labview虚拟仪器设计数据显示子程序VI设计接口电路的设计与编译五.仿真测温六．总结一.课程设计目的在Multisim 中，可根据铂电阻阻值与温度的关系建立铂电阻模型，设计一个测温范围为0至100℃的测温仪。
通过本课程设计，了解铂电阻测温的原理，会根据铂电阻的阻值与温度的关系建立仿真模型；掌握铂电阻的测温电路；熟悉LabVIEW虚拟仪器Multisim 的导入方法;提出铂电阻测温仪的优化方案。
二.课程设计的任务在Multisim中，可根据铂电阻阻值与温度的关系建立铂电阻模型，设计一个测温度范围为0~100℃的测温仪。
通过本设计，应掌握以下内容：1）了解铂电阻测温的原理，会根据铂电阻的阻值与温度的关系建立仿真模型。
2）掌握铂电阻的测温电路。
3）会用LabVIEW设计温度显示模板，把电路输出电压值转换成温度及参数的显示。
4）熟悉LabVIEW虚拟仪器向Multisim的导入方法。
三.铂电阻测温电路原理及设计传感器模型的建立金属铂电阻器性能十分稳定，在-260～+630℃之间，铂电阻用做标准温度计;在0～+630℃之间铂电阻与温度的关系如下：Rt=R0*(1+A*t+B*t*) 其中（0℃时电阻）R0=100，A=×10-3，B= ×10-7。
然后把参数带入得:Rt=*t*t+*t+100有了温度与铂电阻的关系式，我们可以建立以下的模型，如图所示。
铂电阻温度测量调理电路设计(两种方案)
燕山大学课程设计（论文）任务书说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2012年6月28日目录摘要 (4)第一章引言 (5)第二章题目及原理分析 (5)2.1题目分析 (5)2.2原理分析 (6)第三章设计过程 (8)3.1方案一 (9)3.1.1恒流源模块设计 (9)3.1.2电桥测量电路 (9)3.1.3放大电路 (10)3.2方案二 (11)3.2.1恒流源模块设计 (11)3.2.2信号调理电路 (12)第四章整体设计 (13)第五章仿真结果 (14)第六章心得体会 (18)参考文献资料 (18)摘要温度是过程检测与控制中的重要参量,在要求对温度进行精确测量和控制的条件下,铂热电阻是一种应用广泛的温度传感器,它具有体积小、准确度高、测温范围宽、稳定性好、正的温度系数等特点,但它同时也存在非线性的缺点,因此在利用铂热电阻进行精确温度测量时,除要克服测量电路自身的噪声干扰外,还要对铂热电阻的非线性进行矫正. 本文根据铂电阻( Pt1000) 国际分度表函数的非线性特点,提出了一种在 0—300 ℃范围内补偿其非线性的方法,设计了专用的非线性补偿电路,并对电路补偿原理及效果进行理论分析和计算机模拟仿真。
关键字：温度传感器 Pt1000 温度调理电路第一章引言运算放大器和各种模拟集成电路是应用最为广泛的一类模拟器件。
温度传感器充分应用这些模拟器件的一类传感器。
在工业测量与自动控制中,往往需要温度测量与控制,铂热电阻由于测量准确度高,稳定性好,特别在中温区(150、650℃),它具有耐高温,抗氧化等优点,因而铂热电阻测量仪表应用十分广泛,鉴于其发展速度之快，以及其应用之广并且还有很大潜力，为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本设计应用性比较强，设计系统可以作为温度测量系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、生产温度监控系统等等。