Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现

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实验三Pt100铂电阻测温特性实验

实验三Pt100铂电阻测温特性实验一、实验目的：了解铂热电阻的特性与应用。

二、基本原理：利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。

常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。

铂电阻是将0.05～0.07ｍｍ的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。

在0－650℃以内，它的电阻R t与温度t的关系为：R t=R o(1+At+Bt2)，式中： R o系温度为0℃时的电阻值(本实验的铂电阻R o＝100Ω)。

A＝3.9684×10－3／℃，B＝－5.847×10－7／℃2。

铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计。

)。

实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出，再经放大器放大后直接用电压表显示。

三、需用器件与单元：主机箱、温度源、P t100热电阻(二支)、温度传感器实验模板、万用表(自备)。

温度传感器实验模板简介：图1中的温度传感器实验模板是由三运放组成的差动放大电路、调零电路、ａｂ传感器符号、传感器信号转换电路(电桥)及放大器工作电源引入插孔构成；其中RＷ2为放大器的增益电位器，R W3为放大器电平移动电位器；ａｂ传感器符号<接热电偶(Ｋ热电偶或Ｅ热电偶)，双圈符号接AD590集成温度传感器，Rt接热电阻(P t100铂电阻或Cu50铜电阻)。

具体接线参照具体实验。

四、实验步骤1、用万用表欧姆档测出Pt100三根线中其中短接的二根线(同种颜色的线)设为1、2，另一根设为3，并测出它在室温时的大致电阻值。

2、在主机箱总电源、调节仪电源都关闭的状态下，再根据图1示意图接线，温度传感器实验模板中ａ、ｂ(Ｒt)两端接传感器，这样传感器(R t)与R3、R1、R w1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。

PT100铂电阻温度变送器

可用内存的空间。为了计算某一特定的温度值，需要首先确认最接近的两个电阻值（一个低于测量值，一个高于测量值），然后用插值法确定测量温度值。例如：如果测试的电阻值等于１０９．７３Ｑ，假设查询表格精度为１０℃，那么两个最接近的值是１０７．７９Ｑ（２０℃）和１１１．６７Ｑ（３０℃）。综合考虑这三个数据，利用下式进行计算：
电阻值随温度的变化称为温漂系数，绝大多数金属材料的温漂系数都是正数，而且许多纯金属材料的温漂系数在一定温度范围内保持恒定。所以，热敏电阻是一种稳定的高精度、并具有线性响应的温度检测器。具体应用中选用哪一种金属材料（铂、铜、镍等）取决于被测温度范围。铂电阻在Ｏ℃的额定电阻值是１００Ｑ，它是一种标准化的器件。
一甜万方数据
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的ＰＴｌ００电阻值转换为对应的线性温度值。另一种方法是根据实际测量的电阻值，采用以上公式直接计算相关的温度。查表法只能包含有限的电阻／温度对应值，电路的复杂程度取决于精度和
图２：ＰＴｌＯＯ的原始输出与其近似直线
图３：经过模拟补偿的ＰＴｌｏｏ输出与其近似直线世界电子元器件２口强８
图１：采用模拟电路对热敏电阻输出进行线性化处理
３００Ｑ）可以对该电路进行校准。衄
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图４采用数字的方法对热敏电阻进行线性化处理
迁址通知：安费诺公司北京办事处安费诺公司北京办事处新地址：地址北京朝阳区工体北路６号凯富大厦８０３室邮编：１０００２７电话０１０一６４６８４０１９传真０１０．６４６８４０２０
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PT100铂电阻温度变送器
作者：作者单位：刊名：
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数字补偿实例图４是一个数字非线性补偿电路示例，它由热敏电阻、误差放大器、电流源以及微处理器控制的模数转换器组成。通过向热敏电阻注入ｌｍＡ一２ｍＡ的电流，然后测量它在热敏电阻上产生的电压进行温度测量。采用大的注入电流会导致功率耗散增大，使传感器自身发热、导致测量误差增大。图中模数转换器（ＭＡｘｌ９７）内部的４．０９６Ｖ电压基准简化了电流激励源的设计。为了减小导线电阻对测量精度的影响，采用独立的导线连接激励源和信号源。因为采用了高输入阻抗运算放大器，所以导线电阻引入的电压跌落几乎为零。按照４０９６ｍＶ的基准电压和３．３ｋＱ的反馈电阻，激励电流近似等于４０９６ｍｖ／３．３ＫＱ＝１．２４ｍＡ。因为采用同一个基准电压源驱动模数转换器、激励热敏电阻，所以基准源的漂移误差不会影响测量结果。如果配置ｍａＸｌ９７的输入范围为：０—５Ｖ，并且设置差分放大器增益等于１０，可以测量的最大阻值为４００Ｑ，对应的最高检测温度为８００ｃ｜Ｃ。微处理器也可以同时使用查表法对传感器测量信号进行线性化处理，采用标准的高精度电阻替换图４中的热敏电阻（零刻度采用１００Ｑ，满刻度采用

pt100温度变送器原理

pt100温度变送器原理
PT100温度变送器是一种常用的温度测量仪器，它使用PT100电阻传感器来测量温度，并将测量结果转换成电信号输出。

PT100电阻传感器是一种根据电阻值随温度变化的特性来测量温度的传感器。

它由具有特殊电阻-温度特性的白金电阻丝构成，电阻值随温度的变化呈线性关系。

温度变送器包含一个电路板，上面安装有PT100电阻传感器和其他电子元件。

当温度变化时，PT100电阻传感器的电阻值也会发生变化。

变送器的电路通过测量电阻值的变化来确定温度的变化。

温度变送器的工作原理基于电桥电路。

常见的电桥电路包括满桥、半桥和四线制电桥。

其中，最常见的是四线制电桥，因为它具有较高的测量精度。

四线制电桥中，PT100电阻传感器作为电桥的一个电阻，其他三个电阻为固定电阻。

当电桥平衡时，输出电压为零。

根据电桥平衡条件可以得到PT100电阻传感器的电阻值与温度之间的关系。

温度变送器使用一种特殊的电路来将电桥的平衡情况转换成电信号输出。

一般使用运算放大器等电子元件来实现信号放大和转换。

通过校准和调节温度变送器，可以将变送器的输出信号与实际
温度之间建立准确的关系。

用户可以根据变送器的输出信号来获取准确的温度测量值。

总结来说，PT100温度变送器利用PT100电阻传感器的电阻-温度特性来测量温度，并通过电桥电路和特殊的电路将测量结果转换成电信号输出。

pt100温度变送器原理

PT100温度变送器是一种将温度信号转换为工业标准化输出信号（如4~20毫安）的温度装置。

它主要由传感器和信号转换器两部分组成，其中传感器部分为PT100热电阻，也称为热电阻温度变送器；信号转换部分则由采集模块、信号处理和转换单元组成。

PT100温度变送器的工作原理是利用金属导体材料电阻值随温度变化的特性，对温度和湿度相关的参数进行检测。

具体来说，当PT100热电阻受到环境温度变化时，其阻值会随之发生变化，这个变化的阻值经过测量电路转换成相应的电压信号，再经过放大、隔离、线性校正等处理后，输入V/I转换电路转换成标准4-20mA或0-10V信号输出。

输出的电信号与所测量的温度值成线性关系，从而实现对温度的测量和控制。

PT100温度变送器的测量精度较高，一般可达±0.2℃。

在一定的测温范围内，它也可以测量物体内部的温度分布。

但需要注意的是，对于运动体、小目标或热容量很小的对象，PT100温度变送器的测量误差可能会较大。

总体而言，PT100温度变送器具有集温度检测与信号处理为一体、标准接插件出线、体积小巧、线性化输出4~20毫安标准信号等优点，因此在工业过程温度参数的测量和控制中得到了广泛应用。

基于Pt100铂电阻的数字温度计的设计

目录摘要 (2)1 绪言 (4)1.1课题背景 (4)1.2国内外研究的发展及现状 (5)1.3本课题研究的内容 (8)2总体设计方案 (8)2.1提出总体设计方案 (8)2.2总体设计方案论证 (9)3 铂电阻理论基础 (9)3.1铂电阻的选取 (9)3.2铂电阻温度的测量方法 (12)4 整体电路 (14)4.1放大电路设计 (14)4.2温度显示电路理论及设计 (15)4.3AD转换模块 (17)4.4AT89C51单片机系统电路图 (18)4.5系统程序设计 (19)5.仿真结果 (21)总结 (21)参考文献 (22)摘要温度计量是计量学的一个重要分支，它在国民经济各领域中占有重要的地位。

人们的日常生活、工农业生产和科学实验等许多方面都与温度测量有着十分密切的关系。

1871年，西门子(Sir william Siemens)发现了铂电阻测温原理，制造出第一支铂电阻温度计。

1887年，卡伦德(Hugh Callendar)改进了铂电阻温度计的工艺和研制测温电桥并得到了著名的卡伦德公式。

之后，铂电阻温度计成为国际温标的标准仪器，并一直沿用至今。

金属热电阻是一种广泛应用的温度传感器。

它以测量精确，线性好，重复性好，测量范围大，体积小等的点被用在很多场合，其中铂电阻传感器被定为测温的基准。

金属热电阻特别是铜、铁等热电阻的大量使用，将给使用者在传感器的标定造成重复性的麻烦。

因为传感器的标定既复杂又要求苛刻，且成本较高。

为了解决这个问题我采用了一种方便的以精密铂电阻为标准传感器的金属热电阻的来作为温度传感器。

本文采用atmega16单片机作为处理的核心部分；用pt100作为温度传感器，由于atmega16单片机自带有A/D转换功能，把采集到的温度经放大后直接送到atmega16单片机，经过atmega16单片机处理后送到显示器，显示器将显示采集的温度，这样就能够达到题目的要求，而且其准确性也较高。

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。

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。

PT100温度变送器设计课程设计讲解

江汉大学物理与信息工程学院课程设计报告课题名称：PT100温度变送器设计专业：测控技术与仪器班级：B13072021姓名：**指导教师：***2015年11月20日课程设计报告题目：PT100温度变送器设计一、实验要求：1.设计一个用热电阻Pt100制作的温度变送器，要求其温度变化范围为0℃-400℃,经电压放大后为0.5-2.5V，经V/I转换成4~20mA输出2.电路的设计，以及理论推导3.实验数据及分析4.报告包括以下部分：一、该设计要达到的目的（掌握基本放大电路、信号转换电路的设计以及实际动手的能力培养）；二、各功能块的设计、计算；三、实验数据的处理、分析线性度等；四、设计的结论及体会。

报告不少于3000字，参考文献不少于5篇，每组必须独立完成，不得抄袭，若有抄袭现象，一律以不及格处理二、实验原理：三、实验资料四、实验内容：五、实验总结：经过将近两天的测控电路课程设计，我们小组终于在范志顺老师的指导下完成了PT100温度变送器的课程设计，通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关测控电路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵，虽然与老师的要求有一定的差距，但我还是很高兴的。

我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。

更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。

而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。

要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。

这对于我们的将来也有很大的帮助。

以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。

就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这几天日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

基于PT100热电阻的具有无线传输功能的温度变送器硬件设计

基于PT100热电阻的具有无线传输功能的温度变送器硬件设计摘要本课题是基于PT100热电阻的具有无线传输功能的温度变送器硬件设计。

以ADC0809，80C52单片机系统和NRF905无线通讯为核心，采用模拟温度传感器PT100对温度进行检测；采用串行型模数转换器ADC0809进行A/D转换，把信号调解转换为电压信号，80C52单片机接口设置LED八段数码管实时显示温度值，将变换后的代表测量温度的电流值以无线方式进行传输。

当检测到的温度值超高最大值或者小于最小值时，声光报警器报警。

矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

本设计包括温度传感器，A/D转换模块，数据传输模块，温度显示模块以及无线发送接受模块五个部分。

通过对各个模块的功能分析，得出了该系统的设计方案，从软硬件两方面对系统进行了详细描述，最后通过对系统的反复调试与分析，验证了系统的功能。

聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

关键词单片机，PT100热电阻，ADC0809，NRF905，温度检测ABSTRACTThis topic is based on the PT100 resistance temperature transmitter with wireless transmission functions of hardware design .残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

ADC0809 80C52 microcontroller system with NRF905 wireless communication as the core.Simulated PT100 temperature sensor to test the only; Type serial adc ADC0809 for A/D conversion, the signals mediation is converted into A voltage signal ，80C52 microcontroller interface set eight digital tube LED real-time display temperature and will transform the representatives of the measuring temperature of current value transmitted wirelessly. High temperature value detected by the maximum value or smaller than the minimum value，Sound and light alarm alarm.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

PT100 铂热电阻测温实验

实验二十四 PT100 铂热电阻测温实验实验知识储备1．铂热电阻工作原理铂热电阻元件作为一种温度传感器，其工作原理是在温度作用下，铂电阻丝的电阻值随着温度的变化而变化。

温度和电阻的关系接近于线性关系，偏差极小且随着时间的增长，偏差可以忽略，具有可靠性好、热响应时间短等优点，且电气性能稳定。

铂热电阻是一种精确、灵敏、稳定的温度传感器。

铂热电阻元件是用微型陶瓷管、孔内装绕制好的铂热电阻丝脱胎线圈制成感温元件，由于感温元件可以做得相当小，因此它可以制成各种微型温度传感器探头。

可用于-200～+420℃范围内的温度。

2．PT100 设计参数PT100 铂电阻A 级在0℃时的电阻值R0=100±0.06 Ω；B 级R0=100±0.12 Ω，PT100铂热电阻各种温度对应阻值见分度表23-1。

PT100R 允许通过的最大测量电流为5mA，由此产生的温升不大于0.3℃。

设计时PT100上通过电流不能大于5mA。

图2-1-1铂电阻的温度特性实验目的1．通过自行设计热电阻测温实验方案，加深对温度传感器工作原理的理解。

2．掌握测量温度的电路设计和误差分析方法。

实验内容1．设计PT100 铂热电阻测温实验电路方案；2．测量PT100 的温度与电压关系，要求测温范围为：室温～65℃；温度测量精度：±2℃；输出电压≤4V，输出以电压V方式记录。

3．通过测量值进行误差分析。

实验步骤1、完成系统方案设计；实验方案初步设定为如下：图2-实验方案电路图电阻阻值计算：考虑图中电路，当铂电阻变化ΔR时，电桥电压：ΔU=E2−R3ER3+R0+ΔR0=EΔR02(R3+R0+ΔR0)，只有当R3取很大时才能保持线性。

故取R3为350欧姆，R1和R2以及电位器选用仪器上的变阻器，通过调整使节点1和节点2对应的电压差为零，这样当铂电阻受温度的影响发生变化时就会引起节点间的电压差，在实验时，考虑到差动放大器可以临时调节放大倍数，所以此处放大器只作为更进一步调节的备用元件。

PT100温度变送器设计课程设计讲解

Jianghan University江汉大学物理与信息工程学院课程设计报告课题名称：PT100温度变送器设计专业：测控技术与仪器I ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1班级：B13072021姓名:罗洪日月20112015年课程设计报告温度变送器设计PT100题目：一、实验要求：1•设计一个用热电阻Pt100制作的温度变送器，要求其温度变化范围为0C-400C，经电压放大后为0.5-2.5V，经V/I转换成4~20mA输出2•电路的设计，以及理论推导3•实验数据及分析4.报告包括以下部分：一、该设计要达到的目的（掌握基本放大电路、信号转换电路的设计以及实际动手的能力培养）；二、各功能块的设计、计算；三、实验数据的处理、分析线性度等；四、设计的结论及体会。

报告不少于3000字，参考文献不少于5篇，每组必须独立完成，不得抄袭，若有抄袭现象，一律以不及格处理---------------- 学资学习网-----------------实验原理:三、实验资料热I”阳PTIOOffj分廐衣4^34 A aA 3编：轴JfI f lw u M 普脚连接图（俯觇用）■入2TOUT1 kJ!4 [4OUT 1IN- 2 1J |4iK- 1IN+a 12 |4IK+ VCC4 11 GND 2IN+s10 I31H+ 22 6 & I3IN-2OUT [ 7呂 ]3OUT(TOP VIEW)<ci四、实验内容:只八I RrtJZZ3ZZ从儿M - 艮卩 M Q -ho])= q 人石帼 d 亘LL 211 丄口— Lb 匾2丛J2邑丄皿nuutillW —山訂仏沁*占烁Ui/VAw 人g r ,i i gg五、实验总结：经过将近两天的测控电路课程设计，我们小组终于在范志顺老师的指导下完成了 PT100臥1认1讯Wi卜人內 0SZLot 川j 丄X Ln L ki □k M [2.50 12 1 ■ _■ * ・ - ・ • ・、4l - —仏i 时冈E KUtrMsi 仰叫如加* *44恥伍温度变送器的课程设计，通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关测控电路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

PT100温度变送器设计课程设计讲解

PT100温度变送器(详细)

左侧电位器: 调零电位器，顺时针->增大，逆时针->减小。右侧电位器: 调幅电位器，顺时针->减小，逆时针->增大。
1
Pt100 非隔离温度变送器产品说明书
൓ট٫ዓᅘ࿮ާ๖
型号：G1PI 非隔离 Pt100 温度变送器（一体式）；输出：4-20mA。
输入范围
代码
输入
1 PT100(0-100℃)
2 PT100(0-150℃)
3 PT100(0-200℃)
4 PT100(0-300℃)
5 PT100(0-400℃)
代码 6 7 8 9 10
输入 PT100(0-500℃) PT100(0-600℃) PT100(-50-100℃) PT100(-50-150℃) 用户特定参数
主要技术参数
激励电流负载精度温度系数工作温度工作湿度工作大气压负载电阻变化影响电源电源影响输出输出限流 Pt100 单根线电阻重量运输和储存温度壳体材料安装螺丝接线端子螺丝
上侧电位器: 调零电位器，顺时针->增大，逆时针->减小。下侧电位器: 调幅电位器，顺时针->减小，逆时针->增大。在校正输出为 0-10/20mA 的变送器时请注意，在电阻箱阻值等于量程的下限值时输出并不是为零，而是略大于零为好。
输出为 0-10/20mA 的变送器下限值为 0.006-0.01mA。
4
Pt100 非隔离温度变送器产品说明书
൓ট٫ዓᅘ࿮ާ๖
型号：G2PV1 非隔离 Pt100 温度变送器（DIN35 导轨式）；输出：0-5，0-10V。
输入范围
代码
输入
1 PT100(0-100℃)
2 PT100(0-150℃)

Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现

Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现摘要:针对空压机专用变频器系统中温度检测的要求,设计并实现了一种三线制Pt100温度传感器。

利用Pt100铂热电阻的电阻-温度函数关系,将温度信号转换为电压信号,经过两级放大电路对电压信号进行放大,再将电压信号转换为标准的电流信号输出。

在A/D温度采集时,利用精密电流电压转换芯片,将电流信号转换为标准的电压信号。

实践证明,该传感器有较高的稳定性和灵活性,性能良好且容易实现,成本低,值得推广应用。

关键词:Pt100;三线制;传感器;电压/电流转换温度是表征物体冷热程度的物理量,在工业生产、生活应用和科学研究中是一个非常重要的参数[1]。

在工业控制过程中需要对控制对象进行温度监测,防止控制对象由于温度过高而损坏,因此温度的实时监测就显得更加重要。

对温度的实时监测有利于对控制对象的及时检查、保护,并及时调整温度的高低。

根据控制系统设计要求的不同,温度监测系统的设计也有所变化,有采用集成芯片的,也有采用恒流源器件和恒压源器件的。

因铂热电阻具有测量范围大,稳定性好,示值复现性高和耐氧化等优点,该系统采用Pt100铂热电阻作为温度感测元件,进行温度传感器的设计与实现[2-3]。

在设计中,将电压信号转换为标准的4~20 mA电流信号,既省去昂贵的补偿导线,又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力。

1 Pt100铂热电阻概述[2-5]电阻值随温度的变化程度称为温漂系数,大部分金属材料的温漂系数是正数,而且许多纯金属材料的温漂系数在一定温度范围内保持恒定,具体应用中选用哪一种金属材料(铂、铜、镍等)取决于被测温度的范围。

金属铂(Pt)电阻的温度响应特性较好,成本较低,可测量温度较高;它在0?的额定电阻值是100Ω,是一种标准化器件。

工作温度范围:-200~+850?,考虑到工业的实际应用,本系统设计的测量范围为0~120?。

因为热敏电阻的阻值和温度呈正比关系,只需知道流过该电阻的电流就可以得到与温度成正比的输出电压。

pt100测温电路设计报告

传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态，为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。

随着人类探知领域和空间的拓展，电子信息种类日益繁多，信息传递速度日益加快，信息处理能力日益增强，相应的信息采集——传感技术也将日益发展，传感器也将无所不在。

从20世纪80年代起，逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”，各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。

传感技术已成为重要的现代科技领域，传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。

温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。

由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温传感器就会相应产生随着现代电子技术的发展，对温度的测控技术提出了更高的要求。

PT100铂热电阻温度传感器具有精度高，稳定性好等优点，测温范围为-200～650℃，使用非常方便，广泛用于电力、石油、化工、建材等行业的过程监控系统中，而且被制成各种标准温度计。

前言 (3)第一章绪论 (5)1.1温度传感器发展 (5)1.2P T100的简介 (7)第二章设计内容 (9)2.1制作P CB原理图 (9)2.2制作镜像图 (9)2.3制作电路板 (11)第三章调试电路板 (12)3.1调试电路板 (12)3.2测量并记录结果 (12)第四章总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)第一章绪论1.1 温度传感器发展1传感器的概述科学技术离不开测量。

测量的目的就是要获得被测对象的有关物理或化学性质的信息，以便根据这些信息对被测对象进行评价或控制，完成这一功能的器件就我们称之为传感器。

传感器是信息技术的前沿尖端产品，被广泛用于工农业生产、科学研究和生等领域，尤其是温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。

pt100温度变送器

\Pt100温度变送器设计报告HEBEI UNITED UNIVERSITY小组成员： 09电气（1）任燕凯09表（2）周震09表（2）张柔目录一：变送器的设计原理 (3)1：pt100热电阻的介绍 (3)2：基于双恒流源的三线热电阻测温探头电路的设计 (4)3：单片机最小系统介绍 (5)4：基于ADC0804的采样系统设计 (6)5：基于1602的显示电路的设计 (7)6：基于DAC0832的模拟量输出设计 (8)7 ：4~20mA电路的设计 (9)三：程序设计 (9)1. 程序流程图 (9)2.程序如下所示： (10)一：变送器的设计原理1：pt100热电阻的介绍热电阻：电阻体的阻值随温度的变化而变化，利用此特性就可以进行对温度的测量。

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。

应用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。

用热电阻测温时，工业设备距离计算机较远，引线很长，用以引进干扰，并在热电阻的电桥中产生长引线误差。

解决方法为三线制连接方法。

图为恒流源三线式铂阻测温电路，有两个的电流源分别施加给PT100和100Ω（千分之一精度）电阻及各自同质同长的导线上。

由于采用由LM324构成的39倍差分放大电路，使温度在0~100摄氏度变化，电压输入在0~伏之间变化，且导线的分压部分已被消除，即0摄氏度时Pt100为100Ω，差分放大器两端两个输入电压为0V，当升温后，差分放大电路将Pt100变化的阻值进行放大。

由LM324构成的电压跟随器经阻容低通滤波起作为反映当前温度的电压值，待后续处理。

该电路传感器引线的长度可达到300多米且保证精确的测量。

3：单片机最小系统介绍最小系统是指可以保证单片机工作的最少硬件构成，对于单片机内部资源能够满足系统的需要，可直接采用最小系统。

PT100铂热电阻测温实验

PT100铂热电阻测温实验(预习报告)一、实验原理1.铂热电阻工作原理铂热电阻的电阻值可以随温度而上升，因而可以用来测量温度。

铂电阻用来测量温度有很多其它金属所无法比拟的优点：温度和电阻的关系接近于线性关系，偏差极小，且性质稳定，不随时间和化学环境的变化而有明显的变化，可靠性好，热响应时间短。

PT100铂热电阻是指该电阻在0摄氏度的时候电阻值为100欧。

2.实验设计电路目前使用铂热电阻测量温度的主要方法有电桥式和恒流源式，目前用于气象温度测量的主要是恒流源式的方法。

因为本实验的目的主要在于探究铂电阻在测温中的应用，所以在这里我把两种方案都讨论一下。

首先是恒流源式的铂电阻测温电路，其基本原理如图1所示图1恒流源式铂电阻测温电路恒流源与铂电阻组成电流回路，放大器和铂电阻组成电压回路。

电流回路中的电流是恒定的，当铂电阻的电阻值随温度发生变化时，其两端的电压会发生相应的变化，放大器是输入阻抗极大的集成电路，因此电压回路中的电流极小，铂电阻两端的电压可以经过很长的导线传输而几乎没有损失，消除了导线电阻的影响，放大器的输出经过A/D转换器即可转换为相应的数字信号。

在这种检测电路中，对恒流源以及A/D转换电路参考电压的准确度和稳定性要求比较高，会给最后的温度测量带来一定的误差。

如图2 所示为我设计的恒流源图2我设计的恒流源1该恒流源输出可调，可以控制测量系统的灵敏度，输入输出关系为I out =V in −0.7R 1推导过程：由于运算放大器处于深度负反馈状态，所以有Vin=V1，三极管上压降大约为0.7V ，所以V2=Vin -0.7，由此流过电阻的电流为I e =V in −0.7R 1由于三极管的射极电流和集电极电流大致相等，所以有I out ≈I e =V in −0.7R 1上图所示的电路中输入电压在10V 的时候，输出电流为5mA 。

虽然上图中所示电路较为精确，不过因为输出没有接地，所以电压是浮空的。

基于PT100热电阻的温度变送器设计

毕业设计任务书
任务书填写要求
1．毕业论文任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在系的负责人审查、签字后生效。

此任务书应在毕业论文开始前一周内填好并发给学生；
2．任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；
3．任务书内填写的内容，必须和学生毕业论文完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写；
4．任务书内有关“学院、系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。

学生的“学号”要写全号（如020*******），不能只写最后2位或1位数字；
5．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。

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毕业设计任务书。