热电阻电路测温计设计
热电阻的测温电路
Pt100热电阻的测温电路[摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。
在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。
目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。
用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。
温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。
从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。
才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。
[关键字] 传感器 Pt100热电阻温度测量目录1 前言 (4)1．1 传感器概况 (4)1．2 设计目的 (7)2 设计要求 (8)2．1 设计内容 (8)2．2 设计要求 (9)3 原器件清单 (10)4 Pt100热电阻的测温电路 (11)4．1 总体电路图 (11)4．2 工作原理 (11)5 Pt100热电阻测温电路的原理及实现 (12)5．1 测温电路的工作原理 (12)5．2 测温电路的实现 (14)5．3 测量结果及结果分析 (15)6 制作过程及注意事项 (16)6．1 制作过程 (16)6．2 注意事项 (17)7 总结 (18)8 致谢 (19)参考文献 (20)1 前言1．1传感器概况传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
毕业设计-基于PT100热电阻温度传感器和AT89C51单片机的温度检测系统设计
摘要本课题本系统采用PT100热电阻温度传感器和单片机组成可靠性高、功耗低的温度检测系统。
以AT89C51单片机系统为核心，对单点的温度进行实时检测。
采用模拟温度传感器PT100对温度进行检测；采用串型模数转换器ADC0809进行A/D转换把温度信号调解转换为电压信号与AT89C51单片机接口设置LED八段数码管实时显示温度值。
本设计包括温度传感器、A/D转换模块、数据传输模块、温度显示模块四个部分。
关键词：单片机，PT100热电阻，ADC0809，温度检测The design of Single Chip MicrocomputerTemperature Detection SystemBased on the Resistive Thermal Detector of PT100AbstractThis article AT89C51 monolithic integrated circuit which produces by ATMEL Corporation is the core, can inspect a single point of the temperature in real time. The adoption of the serial A/D for temperature signals into voltage signal mediation AT89C51 Single-Ship Compute interfaces with the eighth LED digital display of real-time temperature. The design includes four parts of the temperature sensor and the A / D converter module and the data transmission modules and the temperature display module. Each part functions and the process was described in the Paper in detail.Key words：Single-Ship Computer; Resistive Thermal Detector of PT100; ADC0809; Measure-temperature目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 方案论证 (2)1.2.1 单片机选型 (2)1.2.2 模数转换器选型 (3)1.2.3 显示方案确定 (3)2 硬件设计 (4)2.1 温度信号的获取与放大 (4)2.1.1 元件介绍 (4)2.1.2 放大电路设计 (4)2.2 模数转换单元 (5)2.2.1 8位串行A/D转换器ADC0809 (5)2.2.2 模数转换单元电路的设计 (7)2.3 键盘电路的设计 (8)2.4 LED显示电路的设计 (8)2.4.1 LED数码管原理 (9)2.4.2 LED数码管编码方式 (9)2.4.3 LED数码管显示方式和典型应用 (10)2.4.4 LED数码管的原理图 (11)2.5 声光报警电路 (12)2.6 单片机接口电路 (13)2.6.1单片机的时钟电路 (13)2.6.2复位电路和复位状态 (13)3 软件设计 (16)3.1 程序设计语言的选用 (16)3.2 软件程序的设计 (16)3.2.1 程序流程 (16)3.2.2 键盘管理 (17)3.2.3 LED显示 (18)3.2.4 模拟量的采集与处理 (18)3.3源程序 (22)4 抗干扰设计 (29)4.1 用于单片机系统的干扰抑制元件 (29)4.2 提高单片机系统抗干扰能力的主要手段 (29)5 结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)论文原创性声明 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
基于Pt100_热电阻的简易温度测量系统毕业设计论文1 精品
基于PT100热电阻的简易温度测量仪摘要：本文首先简要介绍了铂电阻PT100的特性以及测温的方法，在此基础上阐述了基于PT100的温度测量系统设计。
在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。
通过对电路的设计，减小了测量电路及PT100自身的误差，使温控精度在0℃～100℃范围内达到±0.1℃。
本文采用STC89C52RC单片机，TLC2543 A/D转换器，AD620放大器，铂电阻PT100及液晶系统，编写了相应的软件程序,使其实现温度及温度曲线的实时显示。
该系统的特点是：使用简便；测量精确、稳定、可靠；测量范围大；使用对象广。
关键词：PT100 单片机温度测量 AD620 TL431AbstractThis article briefly describes the characteristics of PT100 platinum resistance and temperature measurement method, on the basis it describes the design of temperature measurement system based on PT100. In this design, it is use a PT100 platinum resistance as temperature sensor, in order to acquisition the temperature signal, it use of constant-current temperature measurement method and use single-chip control, Amplifier, A / D converter. It can still improve the perform used two-wire temperature circuit and reduce the measurement eror. The temperature precision is reached ±0.1℃ between 0℃～100℃.The system contains SCM(STC89C52), analog to digital convert department (TLC2543), AD620 amplifier, PT100 platinum, LCD12864, write the corresponding software program to achieve real-time temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range. Keywords:PT100 MCU Temperature Measures AD620 TL431目录前言 (4)第一章方案设计与论证 (6)1.1 传感器的选择 (6)1.2 方案论证 (7)1.3 系统的工作原理 (8)1.4 系统框图 (9)第二章硬件设计 (9)2.1 PT100传感器特性和测温原理 (9)2.2 硬件框图以及简要原理概述 (11)2.3 恒流源模块测温模块设计方案 (11)2.4 信号放大模块 (12)2.5 A/D转换模块 (15)2.6 单片机控制电路 (18)2.7 显示模块 (19)第三章软件设计 (19)3.1系统总流程的设计 (19)3.2 主函数的设计 (20)3.3 温度转换流程图的设计 (21)3.4 显示流程图 (21)3.5 按键流程的设计 (22)第四章数据处理与性能分析 (23)4.1采集的数据及数据处理 (23)4.2 性能测试分析 (23)第五章结论与心得 (24)1 结论 (24)2 心得 (24)附录1 原理图 (25)附录2 元器件清单 (26)附录3 程序清单 (27)前言随着科技的发展和“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
热电阻测温仪表论文用电路图
图1-1电源电路热电阻测温电路电源
图1-2 三线制热电阻检测原理连线图
三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称
为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，
是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
采用三线制接线的原因：
电阻是基本电参数之一，其阻值 R 可按伏安特性定义,即 R＝U／Ｉ，其中
U 为电阻两端的电压，I 为流过电阻的电流或者按功率 P 来定义,即 R＝P／(Ｉ＾２)。
可见测量热电阻必须在热电阻两端连接导线，而导线的阻值以及阻值随温
度变化的特性以及引入的其它干扰，必然会影响测量结果。
而要消除这种影响，就必须知道引线的状况，在对热电阻进行测量的同时，从引线的两端对引线进
行监测。
在两根引线参数一致的前提下，要知道其中一根的状况，至少需要增
加一根导线，用来将测量引线中的一根的现场端连接到仪表端。
这就是热电阻
的三线制连接的由来。
热电阻pt100温度传感器电路图工作原理图解
热电阻pt100温度传感器电路图⼯作原理图解 PT100是⼀种正温度系数的热敏电阻。
说到什么是正温度系数？就必须要结合负温度系数来讲了。
随着温度的升⾼，电阻的阻值变⼤，就是正温度系数的热敏电阻，相反，如果随着温度的升⾼，电阻的阻值变⼩，就是负温度系数的热敏电阻。
PT100之所以应⽤很⼴泛，不仅是因为它可以测的温度范围宽(零下⼏⼗度到零上⼏百度)，还因为它的线性度⾮常好。
“线性度”，说的直⽩⼀点就是温度每变化⼀度，电阻的阻值升⾼的幅度是基本相同的。
这样，就⼤⼤的简化了我们的程序。
不过，PT100也有它的缺点，就是温度每上升⼀度，阻值变化太⼩了，只有0.39欧姆。
这样就需要硬件上提供⾼精度低噪声的转换。
⽹上流传有很多电路，很多电路其实都是不能当作产品⽤的。
下⾯给⼤家提供⼀种⾼精度的电路，就是成本有些⾼，不过品质好。
对于测温电路，其实有很多可以值得研究的地⽅，⼩电路有⼤智慧。
⽐如，你可以⼀眼就看出来这个电路不能测零下的温度吗？你可以计算出来这个电路可以测量的温度范围是从多少度到多少度吗？你可以修改这个电路，让它可以测到你所需要的温度范围吗？如果把反相(-IN)和同相(+IN)两条线调换，后果如何？ 看看，你觉得电路简单，那么上⾯的问题都可以回答吗？ 电路解释： 越简单的电路，稳定性就越好。
该电路中的四个电阻都需要⽤0.1%精度的。
电路只⽤了⼀个电桥和⼀个差分放⼤器。
R2 R3 R4与PT100组成电桥电路，REF3030为电桥电路提供标准的3.00V电压。
AD623⽤⼀个2K的放⼤反馈电阻精确的把电桥的压差放⼤51倍。
（为什么是51倍，详见AD623的datasheet） PT100接法： 细⼼的⼩伙伴，会研究⼀下PT100的接法。
PT100⼀般有两线和三线的传感器。
因为线本⾝肯定有电阻，⽽上⾯也提到过，每变化⼀度，PT100只变化0.39欧姆，那么如果PT100的线很长的话，电阻就越⼤，线不同，电阻就不同，就肯定会⼤⼤的影响测出来的结果。
热敏电阻温度计的设计与标定
热敏电阻温度计的设计与标定一、实验内容与实验要求1．电阻温度计包括金属电阻温度计和半导体温度计，本实验要求利用半导体材料制备的热敏电阻设计出能够测量常温的温度计，测温范围“实验室室温－75℃”2．对温度计进行定标，绘制T-I(温度－电流)定标曲线。
3．用标定后的温度计，测量人体手心的温度，并与标准温度计所测量结果进行比较。
二、实验前应考虑并回答的问题1. 金属、半导体电阻随温度变化大致有怎么样的规律？2. 金属或半导体材料制成的热敏电阻随温度变化是线性的吗？3. 传感器为什么要定标？4. 非平衡电桥有什么用途？三、实验室可以提供的主要仪器1. 负温度系数半导体热敏电阻一支[25℃时电阻约5KΩ,B值3950/℃]2. 可调温压电源、微安表、万用表（不能当电压表用）。
3. 电加热水壶、金属水杯。
4. 玻璃温度计一支(0~100℃,准确度1℃)。
5. 电阻箱3个、塑料清洗瓶1个、开关和导线等。
四、实验设计报告和实验报告的要求(1). 实验设计报告的要求：1.实验目的；2.实验仪器[含仪器参数]；3.实验原理[热敏电阻、非平衡电桥测温原理，有电流－电阻关系公式，实验设计思路解释]；4. 电路中仪器的可调物理量数值预先选定和计算[电桥上三个电阻阻值、电源总电压等]，5. 实验步骤[结合预先选择和计算的的数据，准确写出“把电阻箱阻值调到xxΩ,电源电压调到x.xxV”]，6. 数据表[结合测量量和自变量，此外，电路中所用仪器的数值量都要记录；7. 实验注意事项。
(2) 实验报告的要求：在实验设计报告的基础上，增加实验中测量到的数据，完成数据处理和分析，实验总结和感受。
五、实验原理：1. 半导体热敏电阻半导体热敏电阻随温度变化典型特性可分为三种类型：负温度系数热敏电阻（NTC ）；正温度系数热敏电阻（PTC ）和特定温度下电阻值发生突变电阻器（CTR ）。
具有负温度系数的热敏电阻，电阻值随温度升高而迅速下降，这是因为热敏电阻由一些金属氧化物如Fe 3O 4、MgCr 2O 4等半导体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温度的升高增加得很快，导电能力很快增强；虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动，但这种作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用，所以温度上升会使电阻值迅速下降。
三线制pt100热电阻测温电路的设计
三线制pt100热电阻测温电路的设计以三线制PT100热电阻测温电路的设计为标题，本文将详细介绍该电路的设计原理、组成部分以及工作原理。
一、设计原理三线制PT100热电阻测温电路是一种常用的温度测量电路，其基本原理是利用PT100热敏电阻的温度特性来测量被测温度。
PT100热敏电阻是一种铂电阻，其电阻值随着温度的变化而变化，具有较高的精度和稳定性。
二、组成部分1. PT100热敏电阻：PT100热敏电阻是测温电路的核心元件，其电阻值与温度成正比，通常采用铂电阻材料制成。
2. 增加电阻：为了提高电路的灵敏度和测量范围，通常在PT100热敏电阻前串联一个固定电阻，使电路的总电阻变化更大。
3. 恒流源：为了保持电路中的恒定电流，通常在电路中加入一个恒流源，保证电流的稳定性。
4. 运放：为了放大电路中的微弱信号，通常在电路中加入一个运放，以提高电路的灵敏度和抗干扰能力。
5. A/D转换器：为了将模拟信号转换为数字信号，通常在电路中加入一个A/D转换器，以便通过数字方式读取温度值。
三、工作原理1. 恒流源通过PT100热敏电阻和增加电阻形成一个电桥电路，使电流通过PT100热敏电阻。
2. PT100热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，从而使电桥电路产生不平衡电压。
3. 运放对电桥电路的不平衡电压进行放大，输出一个与温度成正比的电压信号。
4. A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，通过数字方式读取并显示温度值。
四、电路设计注意事项1. 选择合适的PT100热敏电阻：根据被测温度范围选择合适的PT100热敏电阻，确保其电阻值变化在合适的范围内。
2. 确保电路的稳定性：恒流源和运放的选择要保证电路的稳定性，避免温度变化对测量结果的影响。
3. 抗干扰能力：合理布局电路，采取屏蔽措施，提高电路的抗干扰能力，避免外界干扰对测量结果的影响。
4. 温度补偿：由于PT100热敏电阻的温度特性并非完全线性，为了提高测量的准确性，可以进行温度补偿，校正测量结果。
热电阻测温仪检测电路课程设计
热电阻测温仪检测电路课程设计热电阻测温仪是一种常见的温度测量设备，利用热电阻的电阻与温度之间的关系来实现温度的测量。
它具有简单、精度高、响应快等优点，广泛应用于工业、科研、医疗等领域。
本课程设计旨在设计一个基于热电阻测温仪的温度检测电路，并结合相关理论知识进行实验验证。
一、设计目标和原理设计目标：设计一个精度高、稳定可靠的温度检测电路，能够测量介于-50~150°C范围内的温度，并能够实时显示温度数值。
原理介绍：热电阻测温仪原理是基于热电阻元件的电阻与温度之间的关系。
常见的热电阻元件有铂电阻（PT100、PT1000）、镍电阻（Ni100、Ni1000）等，根据不同材料的特性，构造相应的测温电路。
二、硬件设计1.选择热电阻元件：根据设计要求选择合适的热电阻元件，如PT100。
2.连接方式：将热电阻元件与电路板连接，通常使用3线或4线制连接。
其中3线制只需两根导线来接电阻元件，电阻线与导线线头焊接；4线制需要四根导线，两根用来接电阻元件，另外两根用来进行电流的测量。
3.扩散电阻：由于热电阻元件尺寸较小，为增加灵敏度，并消除受周围温度影响，可以使用金属盖片等进行扩散，使得热电阻元件能够更好地感应温度。
4.制作电路板：根据电路设计，制作相应的电路板。
三、电路设计1. PT100测温电路设计：选用PT100作为测温元件。
将PT100连接至电路板上，通过电流源（如电阻）提供恒定的电流，测量电阻两端电压，进而计算出温度数值。
2.信号放大电路设计：由于PT100的电阻变化很小，为了提高检测精度，需要设计相应的信号放大电路对电压进行放大。
3.温度传感器接口设计：为了方便与其他设备的连接，设计一个温度传感器接口，以便输出温度信号。
四、软件编程1.采集和处理温度数据：利用单片机或其他开发板，编写相应的程序对温度信号进行采集和处理，包括滤波、线性化、单位换算等操作。
2.数字显示：将处理后的温度数值通过数字显示模块进行实时显示。
基于三线制的高精度热电阻测量电路设计
基于三线制的高精度热电阻测量电路设计热电阻传感器是一种电阻值随环境温度变化而改变的温度传感器，其中用金属铂做成的热电阻因具有稳定性好、精度高、测温范围大等优点，而被广泛应用。
测量温度的热电阻测温仪主要由热电阻传感器、测量显示仪表及连接导线组成。
由于热电阻传感器自身的温度灵敏度较低，连接导线所具有的线路电阻对测量结果影响不容忽视，为了消除导线电阻的影响，热电阻测温仪广泛采用平衡电桥式三线制接法，这种方法使温度误差得到一定的补偿，但线路电阻的影响依然存在。
提出基于恒压分压式三线制导线电阻补偿方法，电路简单，实现方便，可完全消除导线电阻的影响。
相比于文献所提出的使用较多的硬件电路进行导线电阻补偿方法，该方法具有更加简洁的导线电阻补偿电路。
1 常用热电阻测量方法分析对于Pt100 铂热电阻，国际温标BS-90 中给出其阻值随温度变化关系如式(1)所示。
式中，Rt 为热电阻在温度为t℃时的阻值，R0 为热电阻在温度为0℃时的阻值，R0=100 Ω，A=3．968 47 乘以10-3℃-1，B=-5．847x10-7℃-2，C=-4．22x10-12℃-3 是与传感器自身相关的系数。
由式(1)可知，Pt100 热电阻的灵敏度约为0．38 Ω／℃，为减小连接导线的线路电阻对测量结果的影响，一般常用三线制电桥法进行测量。
VR=1 V 其电路原理如图1 所示。
Rt 为测温电阻，r 为连接导线电阻，R1、R2、R3 为固定桥臂，R1=R2=1 000 Ω，R3=100 Ω，VR 为基准参考电压，G 为测量仪表。
在该电路中，3 根导线分别连接传感器桥臂、电阻桥臂和输出端。
采用这个方法可以很容易地测出待测电阻Rt。
但是，在实际使用时，温度传感器和测温电路之间往往有一定距离，连接导线的电阻率约为0．1～0．5Ω／m，连接导线电阻r 所引起的测量误差不能忽视。
金属热电阻温度测量电路
( R3 r ) R1 rR2 R3 R1 R1r Rt r R2 R2 R2
(2.25)
设计电桥时如满足R1=R2,则上式等号右边含有r的两项完全消 去，就和r=0的电桥平衡公式完全一样了。在这种情况下，导 线电阻r对热电阻的测量会毫无影响。但必须注意，只有在 R1=R2的情况下，在平衡状态下才会有上述的结论。当采用不 平衡电桥与热电阻配合测量温度时，虽不能完全消除导线电 阻r的影响，但采用三线制已大大减少了误差。
• 近年来市场上出现了大量的厚膜和薄膜铂热电阻感温元件， 厚膜铂热电阻是用铂浆料印刷在玻璃或陶瓷底板上，再经 光刻而成。这种感温元件仅适用于-70～+500℃温区，但这 种感温元件用料省，可机械化大批量生产，效率高，价格 便宜，是一种很有前途的感温元件。
• ②铜热电阻 使用测温范围为-40～140℃，分度号为Cu50 和Cu100，它们在0℃时的阻值R0分别为50Ω和100Ω。铜热 电阻线性好，价格低，但电阻率低，因而体积大，热响应 慢。铜热电阻的数学模型为： • Rt=R0(1+At+Bt２+Ct３) (2.23) • 式中A=4.28899×10-3(1/℃)，B=-2.133×10-7(1/℃2)， C=1.233×10-9(1/℃3)。
• 装配式和铠装式热电阻结构如图2.26所示。
图2.26 装配式和铠装式热电阻结构示意图 (a)装配式热电阻；(b)铠装式热电阻 1—金属保护套管；2—热电阻元件；3—绝缘材料粉末；4—引线
• ⑤三线制和四线制 标准热电阻安 装在现场，而与其配套的温度指示 仪表要安装在控制室，其间引线很 长。如果用两根导线把热电阻和仪 表相连接，则相当于把引线电阻也 串接加入到测温电阻中去了，因为 引线有长短和粗细之分，也有材质 的不同，另外引线在不同的环境温 度下电阻值也发生变化，这些都会 引入误差。为了避免或减少导线电 阻对测温的影响，标准热电阻在使 用时多采用三线制连接方式。即热 电阻的一端与一根导线相连，而另 一端同时连接两根导线。当热电阻 与电桥测量电路配合使用时，采用 三线制的优越性可用图2.27加以说明。
Pt100热电阻的测温电路
┊
┊ 光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
┊ 国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律
┊
┊ 转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检
装
┊ 测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电
┊
┊ 8 致谢………………………………………………………………………………19
┊
┊ 参考文献……………………………………………………………………………20
┊
┊
┊
┊
1 前言
共 20 页 第 3 页
吉林建工学院城建学院信息工程系自动化专业课程设计论文纸
┊
┊
┊
┊ 1．1 传感器概况
┊
┊
┊
┊
传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如
┊
信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控
┊
┊ 制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
┊
订
“传感器”在新韦式大词典中定义为： “从一个系统接受功率，通常以另一种
┊
┊ 形式将功率送到第二个系统中的器件”。 根据这个定义，传感器的作用是将一种能
┊ 量转换成另一种能量形式，所以不少学者也用“换能器－Transducer”来称谓“传感
┊
┊ 的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与
┊
┊ 手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过
程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因
pt100热电阻传感器测温电路
传感技术课程设计院（系）：专业班级：姓名：学号：指导教师：年月日目录一、任务 (3)二、原理 (3)2.1热电阻 (3)2.2 设计方案 (4)2.3原理框图 (4)三、内容 (4)3.1参数计算 (4)3.2器件选择 (5)3.3 电路图 (6)3.4数据分析................................................. 错误！未定义书签。
四、心得体会和建议 (7)pt100热电阻传感器测温电路一、任务1．了解并且动手制作pt100热电阻传感器2．可以熟练的使用pt100热电阻传感器测量温度的变化。
3．了解pt100热电阻传感器的工作原理及其使用方法。
4．学习pt100热电阻传感器的应用。
二、原理2.1热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
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:如下表一Rt = R0 ( I +αt +βt2 ) ( t在0～630℃之间)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) ]2.2 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。
传感器与检测电路设计项目化教程 第2版-电子课件-热电阻测温仪检测电路设计与仿真
2 测温仪电路设计与分析
传感器及接口电路
本项目采用金属热电阻Pt100作为测温传感器， 通过电桥电路将温度变化转变成电压变化。
电路由R2、R3、R4、RP2及Rt组成，其中R2、 R3、R4为精密电阻，Rt为金属热电阻Pt100。
根据任务1.1的分析可知，通过选择合适的参数 ，当被测温度为0℃时，电桥电路输出电压为0V；被 测温度为100℃时，输出电压为18.8mV。由于电阻 存在误差，若0℃时输出电压不为零，通过调节RP2 来实现调零。
1、将热电阻 调到100℃
第三~四步反复调2～3次，调试完成。
2、调节RP3，使 输出电压为5V
2 测温仪电路设计与分析
放大与调零电路
输入电压：0~18.8mV 输出电压：0~5V 由些可得电路总的放大倍数约为266倍 采用两级放大电路，第一级将前级电路的双 端输出变为单端输出，采用固定放大倍数； 第二级实现调零放大，放大倍数可调。 第一级放大电路由集成运放U2和电阻R5、R6、R7和R8构成，R5、R7取10kΩ，R6、R8取 200k，其放大倍数。 第二级放大电路由集成运放U3和电阻R9 ~ R13、RP3和RP4构成，R9、R11取10kΩ，R10取 100kΩ，RP3取100kΩ，其放大倍数，其值为10 ~ 20可调，这样，两级放大电路总的放大倍数为 200 ~ 300倍，满足设计要求。 R11、R12、R13和RP4为零点漂移调节电路。
检测电路设计与制作课程
测温仪检测电路设计与仿真
目录
1
任务目标
2
测温仪电路设计与分析
3
电路仿真测试
1 任务目标
任务目标
➢ 会分析测温仪总体电路； ➢ 会分析电路工作原理； ➢ 理解电路工作流程； ➢ 会测试电路性能。
三线制PT100热电阻测温电路的设计
热 电阻是根据 电阻的热效应阻值随温度 的变化 而变 化 ， 因
此， 可以根据其阻值测量 温度 ， 常用的热电阻有 Ｐ １ ０ ０ 、 Ｐ Ｔ ５ ０以及
Ｃ ｕ ５ ０等 ， 其中以 Ｐ ｌ ０ ｏ应 用最 为 广 泛 。
发射极电流 ． 并且在运算过程 中消除 了电源 电压＋ ５ Ｖ的影响 ， 误
的影响， 详细分析 了电路原理并给 出计算过程 ， 电路 简洁实用、 测量精度较高。
关键词 ： 三线制 ； Ｐ Ｔ Ｉ Ｏ ０ ； 测 温
中图分类号： Ｔ Ｐ ２ １ ６ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７ — ０ ２ １ ２ — ０ １ 工业 中经 常要对温度信 号进行测 量 ，而 Ｐ Ｔ １ ０ ０测 温范 围 在一 ２ ０ ０ ～ ８ ５ ０ ％之间 ， 并且具有 较好 线性度 ， 测温精 确 ， 因此在供
差仅与电阻 Ｒ １与 电压 基 准 Ｕ ２有 关 ，因此 Ｒ１电 阻要 选 择 温 漂 较 小 的金 属 膜 电 阻 。 差动放大 电路主要 由运算放 大器 Ｕ ３以 及 电 阻 Ｒ ４ 一 Ｒ ９组
在实际 中 Ｐ Ｔ Ｉ Ｏ ０传感器 和现场仪表之 间连线会较长 ， 接线 的导线电阻将 引入 测量误差 ，因此在工业 中常采用三线制消除
２ 三 线 制测 量 电路 的 设计
根据以上对三线制原理 的分 析 ， 设计热 电阻三线制测量 电 路 如图 ２ 所示 ， 电路 由恒流源电路 和差动放大 电路两部分组成 。 其中恒流 源电路主要 由电压基准 ｕ １ 、 运算放 大器 Ｕ ２与三 极管 Ｑ １ 、 Ｑ ２以及外围阻容元件组成 。恒流源电路 由集成 电压基
导 线 引 入 的 误 差 。 三线 制 测 量 原 理如 图 １ 所示 。
三线制pt100热电阻测温电路的设计
三线制pt100热电阻测温电路的设计三线制PT100热电阻是一种常用的温度传感器，广泛应用于工业自动化控制领域。
本文将围绕三线制PT100热电阻测温电路的设计展开讨论，包括其原理、电路设计和性能优化等方面。
一、原理三线制PT100热电阻的原理基于金属的温度特性，当热电阻与金属导线连接后，通过测量导线的电阻值来间接测量温度。
PT100的“100”代表其在0℃时的电阻值为100欧姆。
三线制的设计是为了消除导线电阻对温度测量的影响，提高测量的准确性。
二、电路设计三线制PT100热电阻测温电路的设计主要包括电源电压选择、电流源设计、电压测量和温度转换等几个方面。
1. 电源电压选择：根据PT100的特性，通常选择2.5V或3.3V作为电源电压。
较低的电源电压可以减小电路功耗，但同时也会影响测量精度。
2. 电流源设计：为了提供稳定的电流源，常用的设计是采用稳压电流源。
稳压电流源能够根据温度变化自动调整电流，从而保证测量的准确性。
3. 电压测量：为了测量PT100的电阻值，需要将电阻值转换为电压信号。
常用的方法是采用电桥电路进行测量，通过调整电桥的电阻比例使得电桥平衡，然后测量平衡时的电压信号。
4. 温度转换：将测量得到的电压信号转换为温度值。
通常使用微处理器或专用的温度转换芯片来完成这一过程，通过查表或计算公式将电压信号转换为对应的温度值。
三、性能优化为了提高三线制PT100热电阻测温电路的性能，可以从以下几个方面进行优化。
1. 电源稳定性：选择稳定的电源电压，并采用电源滤波和稳压电路来提高电源的稳定性，减小电源噪声对测量结果的影响。
2. 电流源精度：选择精度较高的稳压电流源，保证电流源的稳定性和准确性，避免电流源漂移对测量结果的影响。
3. 电桥平衡：调整电桥的电阻比例，使得电桥平衡时的电压信号最大化，提高测量的灵敏度和准确度。
4. 温度转换精度：选择合适的温度转换芯片，校准转换芯片的参数，保证转换的准确性。
热电阻温度传感器原理、测温范围和测量电路
热电阻温度传感器原理、测温范围和测量电
路
原理：金属导体或半导体电阻值与温度呈肯定函数关系。
工业上常用的热电阻为铂电阻和铜电阻。
一般用于中低温度的测量。
（1）铂电阻：测温范围-200~850° Ｃ
优点：精度高、性能牢靠、抗氧化性好、物理化学性能稳定。
它除作为一般工业测量元件外，还可作为标准器件。
缺点：电阻温度系数小，电阻与温度呈非线性，高温下不宜在还原介质中使用。
分度号为Pt100，意为0℃时的电阻为R0=100Ω。
（2）铜电阻：测温范围-50~150
优点：电阻值与温度之间基本为线性关系，电阻温度系数大，且材料易提纯，价格廉价。
缺点：电阻率低，易氧化。
分度号为Cu100 ，意为0℃时的电阻为R0=100Ω。
（3）测量电路
热电阻温度计主要由热电阻传感器、电阻测量桥路、显示仪表及连接导线所组成。
为了消退导线电阻对温度测量的影响，一般为三线制接法。
三线制热电阻测量电路如上图所示，其中左边Rt为热电阻，R1、R2、R3为电阻桥臂，Rr为导线电阻，G是电位计。
当电
位计G指针位于中间时，电桥平衡，此时可得：(Rt+Rr)R2=(R1+Rr)R3于是得到热电阻：
若使R2=R3，Rt=R1，说明此种接法导线电阻Rr对热电阻的测量无影响。
热电阻测温实验报告
热电阻测温实验报告热电阻测温实验报告引言：温度是一个在日常生活和科学研究中非常重要的物理量。
准确测量温度对于工业生产、医学诊断、环境监测等方面都至关重要。
在这个实验中，我们将使用热电阻来测量温度，并研究其原理和应用。
实验目的：1. 了解热电阻的基本原理和工作原理；2. 掌握使用热电阻测温的方法和技巧；3. 研究热电阻的特性曲线，探索其在不同温度下的响应。
实验器材和方法：1. 实验器材：热电阻、温度控制装置、数字温度计、电压表、电流表、电源等；2. 实验方法：a. 将热电阻连接到电路中，确保电路连接正确；b. 设置温度控制装置的温度，并等待温度稳定；c. 使用数字温度计测量温度，同时记录热电阻的电阻值；d. 改变温度控制装置的温度，重复步骤c，记录多组数据；e. 根据测得的数据，绘制热电阻的特性曲线。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了一组热电阻在不同温度下的电阻值数据，并绘制成特性曲线。
从曲线上可以看出，热电阻的电阻值随着温度的升高而增加，呈现出一定的线性关系。
这是因为热电阻的电阻值与其材料的电阻温度系数有关，随着温度的升高，材料的电阻温度系数导致电阻值增加。
根据测得的数据，我们还可以计算出热电阻的温度系数。
通过选择两个温度点，计算出其对应的电阻值和温度差，并代入公式中，可以得到热电阻的温度系数。
这个系数可以用来校正热电阻的测温误差，提高测温的准确性。
除了测量温度，热电阻还可以用于温度控制。
通过将热电阻连接到温度控制装置中，可以实现对温度的精确控制。
当温度超过设定值时，热电阻的电阻值会发生变化，从而改变电路中的电流和电压，进而控制温度的升降。
这种温度控制方法在实际应用中具有广泛的应用前景。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了热电阻的原理和应用。
热电阻可以通过测量其电阻值来间接测量温度，具有简单、精确、稳定的特点。
热电阻的特性曲线可以帮助我们了解其响应特性和温度系数。
此外，热电阻还可以用于温度控制，具有广泛的应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
燕山大学
传感器原理及应用课程设计题目：热电阻温度传感器器
学院（系）电气工程学院
年级专业： 12级自动化仪表
学号： 120103020133 学生姓名：马冰卿
指导教师：童凯
教师职称：教授
一、概述
1.1 热电阻温度传感器简介
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计。
热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。
热电阻广泛用于测量-200~+850°C范围内的温度，少数情况下，低温可测至1K，高温达1000°C。
热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成，热电阻也可以与温度变送器连接，将温度转换为标准电流信号输出。
用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率，输出最好呈线性，物理化学性能稳定，复线性好等。
目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。
1.2 pt100热电阻简介
pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。
PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
二、工作原理
2.1 热电阻工作原理
与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。
目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
下面以铂电阻温度传感器为例：Pt100 是电阻式温度传感器，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，然后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。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即
()[]010t t Rt Rt -+=α （1） 式中，Rt 为温度t 时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为： t e Rt B A = （2） 式中Rt 为温度为t 时的阻值；A 、B 取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50～300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻一般适用于-200～500℃范围内的温度测量，其特点是测 量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。
热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。
2.2 接线方式
采用pt100测温一般有三种接线方式：二线制、三线制、四线制。
① 二线制接法:这种接法不考虑PT100电缆的导线电阻，将A/D 采样端与电流源的正极输出端接在一起，这种接法由于没有考虑测温电缆的电阻，因此只能适用于测温距离较近的场合。
②三线制接法：这种接法增加了用于A/D采样的补偿线，三线制接法消除了连接导线电阻引起的测量误差，这种接法适用于中等测量距离的场合。
③四线制接法：这种接法不仅增加了A/D采样补偿线，还加了一条A/D 对地的补偿线，这样可以进一步的减小测量误差，可以用于测温距离较远的场合。
由于我们对精度的要求不那么高，就选择了二线制接法，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。
三、电路图原理
二线制是用电桥法测量，最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系。
放大器选用的是OP07运算放大器，采用R2,R3,热电阻，电位器构成电桥，然后输出电势差经放大器放大，运算放大器的放大倍数为1000倍，然后即可输出较合适的电压。
由于仿真软件中没有热电阻，故选用了一个200欧姆的可调电阻来代替。
四，课程设计中遇到问题及解决
在课设刚刚开始选定题目的时候，我们小组讨论的题目是利用热敏电阻测温度，选这个题目原因是感觉热敏电阻的温度系数较高，几乎不用放大器就可以得到较合适的电压输出，然后就开始搜集材料，进行电路仿真，我们想的利用二级放大电路使电压输出与温度成正比，但是后来知道说这个题目不行，因为热敏电阻太不稳定，所以也就换了题目，做热电阻测温度，所以做得可能会有瑕疵，以上则是我们的题目设计。
然后焊电路过程中因为我们需要一个200欧姆的精密电位器，但是没有元件，就用了一个100欧姆的电阻代替，然后进行实验的时候，得到的电压和温度成良好的线性关系，在室温为21.8°时，电压示数为2.23V,几乎成十倍的关系，然后当测人体体温时，电压示数为38.3°左右，所以温度测量精度还是挺好的。
五、其它电路仿真
1.差动自感传感器的变压器电桥电路
电路仿真图如下：
由于软件中没有差动自感传感器，就用了两个可调电感来代替，然后通过仿真结果分析可以得到，当只调一个可调电感L3时，令其变化△L（令L3增
加10﹪），然后得到电压变化为0.6V，电路可以等效为单臂电桥，然后将L2变化-△L（令L2减少10﹪），此时得到电压输出为1.2V。
所以可以得到差动电桥的输出为单臂的两倍，所以电路仿真正确。
2、电阻应变片两臂差动电桥
电路仿真图如下：
利用两个可调电阻来代替电阻应变片，根据电路图可知当仅改变一个可调电阻时，与改变两个可调电阻时的电压关系为二倍关系，所以可知差动电桥的灵敏度是单臂电桥的两倍。
六、总结
此次课程设计使我对于热电阻测温系统的设计电路更加熟悉，知道铂电阻传感器的特性，每一个步骤都贯穿着刚刚学过的传感器的内容，使我了解到传感器这门课程的重要性。
通过这次传感器课程设计，我掌握了设计一个传感器电路的方法和基本步骤，虽然过程当中遇到了很多问题，但解决过程却充满了乐趣，同时也增强了我们寻找问题，解决问题的能力，增加了实际操作能力。
收获很多。