铂电阻测温元件测温解析
铂热电阻原理
铂热电阻原理铂热电阻是一种常用的温度传感器，它利用铂金材料的电阻与温度之间的关系来测量温度。
铂热电阻具有精度高、稳定性好、线性度高等优点，因此在工业控制、实验室研究以及其他领域得到了广泛的应用。
铂热电阻的工作原理主要基于铂金材料的电阻温度特性。
随着温度的升高，铂金材料的电阻值也会相应增加，这种变化是呈线性关系的。
因此，通过测量铂热电阻的电阻值，就可以准确地推算出所测温度的大小。
在实际应用中，铂热电阻通常被制成细丝或薄膜的形式，这样可以更好地与被测物体接触，提高测量的准确性。
此外，铂热电阻的结构设计也会影响其测量性能，例如长度、直径、绕线方式等都会对其灵敏度和响应速度产生影响。
铂热电阻的测量原理可以简单描述为，当铂热电阻与被测物体接触后，受到被测物体温度的影响，其电阻值发生变化。
通过将铂热电阻连接到一个恒流源电路中，测量电路中的电压变化，就可以得到铂热电阻的电阻值。
再根据铂热电阻的温度-电阻特性曲线，就可以准确地计算出被测物体的温度。
铂热电阻在温度测量中具有很高的精度，通常可以达到0.1摄氏度甚至更高的精度。
这使得铂热电阻成为很多精密温度测量领域的首选传感器。
同时，铂热电阻的稳定性也很好，长期使用下来，其性能几乎不会发生变化。
除了在常规温度测量中的应用外，铂热电阻还可以用于温度补偿、温度控制以及温度监测等方面。
在工业生产中，铂热电阻可以与控制系统相结合，实现对温度的精准控制，保证生产过程中的温度稳定性，提高生产效率和产品质量。
总的来说，铂热电阻作为一种高精度、高稳定性的温度传感器，具有非常广泛的应用前景。
它的工作原理简单清晰，测量精度高，稳定性好，因此在各种温度测量和控制领域都具有重要的地位。
随着科技的不断发展，铂热电阻的性能和应用范围还将进一步扩大，为各行各业提供更加可靠、精准的温度测量解决方案。
深入了解铂热电阻参数
深入了解铂热电阻参数温度检测已经广泛应用于我们的生活与工业现场中，测温电路的精准性愈发重要，该如何提升测温电路的准确性？本文将以热电阻测温方案为例，从热电阻的选型参数出发，为大家简单阐述提升测温准确性的方向。
铂热电阻具有良好的长期稳定性和精度，是常用的工业测温传感元件。
近年来，薄膜印刷生产工艺使得贵金属铂的用量减少，铂热电阻成本大幅度下降，逐步被普及应用。
铂热电阻在与后级电路搭配使用时，关注其标称电阻、温度系数、精度等级三个基本参数，我们可以决定铂热电阻的选型，了解温度电阻转换特性、测量电流、接线方式这些参数可帮助我们尽可能少的引入额外电路误差，搭建精准的测温电路。
1.标称电阻标称电阻是铂热电阻在冰点0℃度时的电阻值。
标称电阻为100Ω的PT100最常用，也有标称电阻为200Ω、500Ω、1000Ω的PT200、PT500、PT1000。
2.温度系数温度系数TCR是铂热电阻在水的冰点和沸点之间每单位温度的平均电阻值变化。
不同组织采用不同的温度系数作为其标准，欧洲IEC60751和中国GB/T30121采用的温度系数为0.003851，美国ASTM E1137采用的温度系数为0.003902，0.003851目前是国内和大多数国家中认可的行业标准。
温度系数的计算过程如下，以PT100为例。
TCR= (R100-R0)/(R0×100)沸点100℃时的阻值R100=138.51Ω，冰点0℃时的阻值R0=100Ω，将差值38.51除标称电阻，再除100℃，结果就是平均温度系数。
3.精度等级IEC60751中规定了铂热电阻的精度等级、允许误差。
以A级铂热电阻为例，最大温度误差由两部分组成，0℃时的标称电阻值偏差导致的固定误差0.15℃，加上温度系数漂移引入的误差0.002×|T|。
其中T是实际温度测量范围，T不超过精度等级表中的应用温度范围-30~+300℃时，则铂热电阻不超出精度等级的允许误差。
标准铂电阻温度计自热效应评价方法及零功率修正
标准铂电阻温度计自热效应评价方法及零功率修正 国内标准铂电阻温度计主要生产工厂，通过试验得到标准铀电阻温度计在不同溫度下的自热效应数据，结合传统的“二电流法”测量方法，通过与零功率修正方法进行比较，分析标准铂电阻的自热效应引入的不确定度，给出自热效应评价方法以及零功率修正的意义。
该研究成果对量值传递可靠性及对实验室建标具有重要指导价值。
随着科学技术的进步以及生产工艺的提高，对温度测量的要求越来越高。
标准铂电阻温度计是一种重要的测温元件，具有响应迅速、准确度高、测温范围大等优点。
铂电阻温度计在测量时会产生焦耳热，该热量大部分被电阻体吸收而使其自身温度高于被测温度，这将导致测量误差，这种现象称为热电阻的自热效应。
自热效应造成的误差则由自热效应和标准铂电阻的散热系数决定。
在高精密测温中，主要考虑电阻型温度计的自热效应。
由自热效应引起的温度差一般比较小，可以用牛顿散热定律表示为P=k×(t-tω)，公式中，P为铂电阻的焦耳热功率；t为铂电阻自身实际温度；tω为传感器外部环境温度；k是散热系数，其单位为mW/℃。
因封装在石英管内的铂电阻自身温度不易直接测量，所以采用间接测量法，一般使用二电流法。
保持外界环境温度tω不变，对标准铂电阻温度计通以不同电流，在改变电流并经过一段时间待系统达到稳态后，测量其阻值R t，当电流增加时，焦耳热功率P=I2×R t，也随之增加，从而传感器的自身温度t有微小上升，导致其稳态阻值R t也将有微小增加。
从国家规程中可以得知，铂电阻温度电阻值相当接近于温度的平方函数：Wt=1+At+Bt2，在t=tω附近展开，保留到一阶项，得R t=R0(1+Atω+Btω2)+R0(A+Btω)(t-tω)，由式P=k×(t-tω)得t-tω=P/k，代入公式R t=R0(1+At ω+Btω2)+R0(A+Btω)(t-tω)，得可见，与Rt与I2Rt成线性关系。
铂电阻温度特性曲线图分析 浅谈铂电阻应用原理
从0℃开始到100℃，电路每变化5℃读一次数，得表14-1实验数据
结语关于铂电阻的相关介绍就到这了，如有不足之处欢迎指正。
相关阅读推荐：一款小型化、高精度的铂电阻温度计的设计
相关阅读推荐：PT100铂热电阻温度与电阻值对照表
设计稳压二极管稳压电路首先需要根据设计要求和实际电路的情况来合适的选取电
路元件，பைடு நூலகம்下参数是设计前必须知道的：要求的输出电压、负载电流的最小值和最大值（或者负载的最大值和最小值）、输入电压的波动范围。
基本放大电路
本设计没有采用电桥法测量铂电阻，是因为铂电阻测温采用单臂电桥，单臂电桥本身存在一定的非线性，为了避免电桥引入的非线性，所以采用放大电路测温。
铂电阻测温的整体测量电路如图14-6所示，它由上节所介绍的各部分电路所组成，其中RW1用于基本放大电路调零，RW2用于调线性，RW3用于调节电压放大倍数。D1为稳压值为10V的稳压二极管，其最大直流电流为143mA。下面我们来对电路进行分析，并确定电路的参数。1）稳压环节分析
将图14-6所示的稳压环节的输出端接一个负载电阻，如图14-7所示。为了确定这一负载电阻的大致范围，将与稳压环节相连的放大电路的输入端改接一个10V的直流源，然后对电路进行传递函数分析，其设置如图14-8所示，将新加入的直流源作为输入源（图中的vv11），电路的总输出端作为输出节点，接地端作为参考节点。传递函数分析的结果如图14-9所示，输入阻抗约为1.8KΩ。
（1）-200℃《t《0℃时，RPt100=100［1+At+B +Ct（t-100）］（2-1）
（2）0℃≤t≤850℃时，RPt100=100（1+At+B）（2-2）
标准铂电阻温度计
标准铂电阻温度计标准铂电阻温度计是一种用于测量温度的传感器，它利用铂电阻的温度特性来实现温度测量。
铂电阻温度计具有高精度、稳定性好、线性度高等特点，因此被广泛应用于工业自动化控制、科学研究、医疗设备等领域。
本文将介绍标准铂电阻温度计的工作原理、特点以及应用领域。
工作原理。
标准铂电阻温度计的工作原理基于铂电阻的温度特性。
铂电阻的电阻值随温度的变化而变化，且变化规律符合一定的数学关系。
通过测量铂电阻的电阻值，就可以推算出被测温度的数值。
标准铂电阻温度计通常采用四线制连接，以消除引线电阻对测量结果的影响，保证测量精度。
特点。
标准铂电阻温度计具有以下特点：1. 高精度，铂电阻的温度特性非常稳定，可以实现较高的测量精度。
2. 稳定性好，标准铂电阻温度计在长期使用过程中，其性能基本保持不变。
3. 线性度高，铂电阻的电阻值与温度之间的关系近似线性，便于进行温度补偿和校准。
4. 范围广，标准铂电阻温度计可覆盖较广的温度范围，通常从-200℃至+850℃。
应用领域。
标准铂电阻温度计广泛应用于以下领域：1. 工业自动化控制，在工业生产过程中，需要对温度进行精确控制，标准铂电阻温度计可以满足这一需求。
2. 科学研究，在科学实验和研究中，温度是一个重要的参数，标准铂电阻温度计可以提供准确的温度数据。
3. 医疗设备，医疗设备对温度要求严格，标准铂电阻温度计可以用于体温计、温度控制器等医疗设备中。
总结。
标准铂电阻温度计是一种精密的温度传感器，具有高精度、稳定性好、线性度高等特点，被广泛应用于工业自动化控制、科学研究、医疗设备等领域。
通过测量铂电阻的电阻值，可以准确地获取被测温度的数据，满足各种应用场景的需求。
随着科学技术的不断发展，标准铂电阻温度计将在更多领域发挥重要作用。
热电阻温度测量原理
热电阻温度测量原理
热电阻温度测量原理是基于热电效应的原理进行的。
热电效应是指当两种不同金属连接形成闭合回路时，如果两个连接点的温度不同，会产生电势差。
热电阻温度测量利用了这个原理，将热敏电阻（PT100）作为测温元件。
热电阻的工作原理是通过测量电阻随温度变化的关系来确定温度。
PT100是一种白金电阻，其电阻值随温度的变化服从国际标准的“Pt100”温度-电阻转换关系。
该关系表明，当温度升高时，PT100的电阻值也会增加。
这种关系是稳定和可重复的，使得PT100成为常用的热敏电阻元件。
具体的测量方法是将PT100连接到电路中，形成一个闭合电路。
当电路中有电流通过时，根据热电效应，PT100的两个端点会产生一个电势差。
这个电势差可以通过测量电路中的电压来确定。
由于PT100的电阻值与温度成正比关系，根据测得的电势差和PT100的温度-电阻转换关系，就可以准确地确定温度。
为了提高测量的精确度，常常采用一些校准方法，例如使用冰点温度或沸点温度来进行校准。
这样可以确保测量结果的准确性。
总的来说，热电阻温度测量原理是基于热电效应的原理，通过测量电势差和温度-电阻转换关系来确定温度。
热敏电阻
PT100作为测温元件，可以提供稳定和可靠的温度测量结果。
铂电阻温度传感器
Pt100 Pt1000 -200～420 （BA1、BA2）
Cu50
-50～100
保护管 材料
不锈钢 1Cr18Ni9Ti
316 316L
直径 d mm Φ16 Φ12 Φ16 Φ12 Φ12
热响应时间 τ0.5 S ≤90 ≤30 ≤90 ≤45 ≤120
北京普莱而得机电技术有限公司 电话 010 ８２３５８３３１ 传真 010 ８２３５８３３０
压力的 1.5 倍，实际上，允许公称压力不仅与保护管材料、直径、壁厚有关，而且还与其结 构形式、安装方法、置入深度以及被测介质的流速、种类有关。
热响应时间 在温度出现阶跃变化时，铂电阻的输出变化至量程变化的 50%所需要的时间称为热响应
时间，用τ0.5 表示。
铂电阻绝缘电阻 常温绝缘电阻的试验电压可取直流 10～100V 任意值，环境温度在 15～35℃范围内，相
铂电阻温度传感器
铂电阻温度传感器（Ⅰ）
φ
金属壳封装 STT-R 系列
L
针状 STT-P 系列
尺 寸㎜
φ
L
2.4
10
3.0
15
3.0
20
5.0
30
6.0
30
φ
L
3.0
100
传感器
φ
M
L
螺纹安装 STT-S 系列
L
带保护管螺纹安装 STT-T 系列
L
带航插连接 STT-C 系列
M
φ
M
φ
φ20
L
70
33
直径 d mm Φ16 Φ12 Φ16 Φ12 Φ12
热响应时间 τ0.5 S ≤90 ≤30 ≤90 ≤45 ≤120
铂电阻测温原理
铂电阻测温原理一、引言铂电阻是一种常用的温度传感器，广泛应用于工业生产和科学研究中。
铂电阻测温原理是基于铂电阻材料的电阻随温度变化的特性进行测量的。
二、铂电阻材料铂电阻材料是一种由高纯度的铂金属制成的电阻元件。
在常温下，它的电阻值非常小，大约只有几十欧姆。
但随着温度升高，它的电阻值会逐渐增大。
这种变化是由于铂金属晶格结构发生变化所致。
三、铂电阻测温原理1. 铂电阻与导线连接后形成一个回路。
2. 当回路中通过一定大小的直流或交流信号时，会在回路中产生一定大小的电压。
3. 根据欧姆定律，回路中通过信号产生的电流与回路中总体积和导体间距离成反比例关系。
4. 当环境温度升高时，由于铂金属晶格结构发生变化，其内部自由电子运动受到限制，从而使得导体间距离增大。
5. 当导体间距离增大时，回路中通过信号产生的电流减小，从而使得回路中产生的电压降低。
6. 通过测量回路中的电压变化，可以计算出铂电阻材料的电阻值，从而推算出环境温度。
四、铂电阻测温的优点1. 铂电阻具有较高的精度和稳定性。
2. 铂电阻在较宽的温度范围内都能够提供准确的测量结果。
3. 铂电阻对环境干扰较小，能够在恶劣环境下正常工作。
五、铂电阻测温的应用1. 工业生产：铂电阻广泛应用于制造业中，例如在石油、化工、冶金等行业中进行温度控制和监测。
2. 科学研究：铂电阻也被广泛应用于科学研究中。
例如，在物理学和化学领域中进行实验时需要对环境温度进行精确控制和测量。
六、总结铂电阻是一种常用的温度传感器，其原理是基于铂金属晶格结构的变化对电阻值的影响进行测量。
铂电阻具有精度高、稳定性好、干扰小等优点，在工业生产和科学研究中得到广泛应用。
铂电阻温度传感器说明书
综述温度是表征物体冷热程度的物理量,它可以通过物体随温度变化的某些特性（如电阻、电压变化等特性）来间接测量，金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有良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，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。
铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，是中低温区（-200～650℃）常用的一种温度检测器，不仅应用于工业测温，而且被制成标准温度计供计量和校准使用。
铂电阻的温度系数TCR按IEC751国际标准， 温度系数TCR=0.003851，Pt100（R 0=100Ω）、Pt1000（R 0=1000Ω）为统一设计型铂电阻。
TCR=(R 100-R 0)/ (R 0×100) 其中 表1温度/电阻特性（分度表详见附录一）-200<t<0 ℃ R t =R 0[1+At+Bt 2+C(t-100)t 3] 0<t<850 ℃ R t =R 0（1+At+Bt 2） R t 在t℃时的电阻值 R 0 在0℃时的电阻值温度/电阻曲线图TCR=0.003851时的系数值 表2系数 ABC数值3.9083×10-3℃-1-5.775×10-7℃-2-4.183×10-12℃-4测量误差 表3 级 别 零度时阻值误差 %Ω温度误差 ℃ 温度系数TCR 误差Ω/Ω/℃1/3 B ±0.04 ±(0.10+0.0017|t|) （-7.0-30△t 0）×10-6≤△a≤（7.0-30△t 0）×10-6 A ±0.06 ±(0.15+0.002|t|) （-7.0-23△t 0）×10-6≤△a≤（7.0-23△t 0）×10-6 B ±0.12±(0.30+0.005|t|)（-14-21△t 0）×10-6≤△a≤（14-21△t 0）×10-6误差数据表 表4 1/3 B 级A 级B 级温度 ℃ 标准电阻值 Ω温度误差 ℃ 阻值误差 Ω温度误差 ℃阻值误差 Ω温度误差 ℃ 阻值误差 Ω-200 18.52 0.44 0.16 0.55 0.24 1.3 0.56 -100 60.26 0.27 0.10 0.35 0.14 0.8 0.32 0 100.00 0.10 0.04 0.15 0.06 0.3 0.12 100 138.51 0.27 0.10 0.35 0.13 0.8 0.30 200 175.86 0.44 0.16 0.55 0.20 1.3 0.48 300 212.05 0.61 0.23 0.75 0.27 1.8 0.64 400 247.09 0.78 0.30 0.95 0.33 2.3 0.79 500 280.98 0.95 0.36 1.15 0.38 2.8 0.93 600 313.71 1.12 0.43 1.35 0.43 3.3 1.06 650 329.641.200.461.450.463.51.1350100150200250300350-200-100100200300400500600700温度℃Ω阻值铂电阻传感器的稳定性铂电阻传感器有良好的长期稳定性,典型实验数据为：在400℃时持续300小时,0℃时的温度漂移为0.02℃。
谈影响铂电阻温度计准确测量原因分析和处理方法
关键词：铂电阻温度计；影响原因；处理方法
铂电阻温度计是现在精确测量过程中 经常用到的仪器设备，相比于我们见过的 其他金属测温计，铂电阻测温计能够具备 更高的精度和可靠性。它利用金属电导率 与温度的关系。通关电学方法将电阻信号 转化为温度信息，同时铂电阻测温计能够 提供更广的测量范围”】。标准铂电阻测温计 通常被用于校准其他温度测量设备，由此 也可以看出铂电阻温度计的精度是极高的。 而普通的铂电阻温度计也可以直接用于温 度的测量，通过其高精度的性能来满足有 关方面的测量要求。当然铂电阻温度计虽 然拥有较高的测量精度，但是其在实际的 使用中测量准确度也会受到多方面的影响。 一旦受到了外界的影响．测量精度便难以 达到。如果标准铂电阻的测量准确度收到 了影响，更会导致被校准的其他温度测量 设备也存在较大的偏差，对测量任务的高 效完成有很大的影响。所以找到影响铂电 阻测量准确度的因素以及避免测量准确度 受到影响的方法，将是测量仪器工作者们 努力研究的方向。
铂电阻资料
-
200
300
400
500
温度/电阻曲线图
TCR=0.003851 时的系数值
系数
A
B
数值
3.9083×10-3℃-1
-5.775×10-7℃-2
600
700
温度℃
表2 C -4.183×10-12℃-4
测量误差 级别
1/3DIN B A B
误差数据表(绝对值)
温度 ℃ 标准电阻值 Ω
铂电阻的自热和测试电流 常规产品的测试电流:Pt100 为 1mA, Pt1000 为 0.5mA,实际应用时测试电流不应超过允许值，例如 Pt100 当测试电流为 1mA
时，温升为 0.05℃; 当测试电流为 5mA 时，温升为 2.2℃,并且自热温升的数据同产品的结构也有很大的关系，如保护管的直 径，内部填充物的种类，测试条件等。 引出导线规格 两线制
公称压力 一般是指在常温下，保护管所能承受的不至破裂的静态外压。承压数值的大小同保护管的材料、直径、壁厚、焊缝强度等
密切相关，例如直径 4mm 壁厚 0.5mm 的不锈钢管，通常可以承受 10MPa 的压力。
综合误差 温度传感器在测量过程中的主要误差来源:传感器对分度表的误差，绝缘不良引起的误差，线路电阻引起的误差，测量仪
铂电阻温度传感器
综述 温度是表征物体冷热程度的物理量,它可以通过物体随温度变化的某些特性（如电阻、电压变化等特性）来间接测量，通
过研究发现，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，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为 100Ω，电阻变化率为 0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精 度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200～650℃）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且 被制成各种标准温度计（涵盖国家和世界基准温度）供计量和校准使用。
测温元件铂电阻PT100
热响应时间 τ0.5 S ≤90 ≤30 ≤90 ≤90 ≤120
热电阻长度规格（mm）
Φ16
Φ12
总长 L
总长 L
300
350
225
400
250
450
300
550
350
650
450
900
550
1150
650
1400
900
d
防水式 330、331
铂电阻温度传感器
4.固定法兰式热电阻
类别
型号
分度号
测温范围 ℃
一．装配式热电阻 装配式铂电阻是由感温元件、不锈钢外保护管、接线盒以及各种用途的固定装置组成，
有双支和单支元件两种规格，双支铂电阻可以同时输出两组相同电阻信号供使用。安装固定 装置有固定螺纹、活动法兰盘、固定安装法兰盘和带固定螺栓锥形保护管装置等形式。
1.无固定装置式热电阻
类别
型号
分度号
测温范围 ℃
分度号
测温范围 ℃
单支铂热电阻 双支铂热电阻
铜热电阻
WZP-330 WZP-331 WZP2-330 WZP2-331 WZC-330
Pt100 Pt1000 -200～420 （BA1、BA2）
Cu50
-50～100
保护管 材料
不锈钢 1Cr18Ni9Ti
316 316L
直径 d mm Φ16 Φ12 Φ16 Φ12 Φ12
压力的 1.5 倍，实际上，允许公称压力不仅与保护管材料、直径、壁厚有关，而且还与其结 构形式、安装方法、置入深度以及被测介质的流速、种类有关。
热响应时间 在温度出现阶跃变化时，铂电阻的输出变化至量程变化的 50%所需要的时间称为热响应
法兰铂电阻-概述说明以及解释
法兰铂电阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以着重介绍法兰铂电阻的基本概念和作用，可以按以下思路来编写：法兰铂电阻是一种基于铂材料的电阻器件，常见于工业领域的温度测量和控制系统中。
它利用铂材料的高稳定性和线性特性，在广泛的温度范围内提供准确的温度测量。
铂材料具有很好的化学惰性和高熔点，因此能够承受极端的工作环境和高温条件。
此外，它还具有优异的稳定性和长期使用寿命，使得法兰铂电阻成为许多工业应用中不可或缺的温度测量元件。
在实际应用中，法兰铂电阻的温度测量原理是基于铂电阻与温度之间的线性关系，即电阻值随着温度的变化而相应地发生变化。
这种线性关系使得法兰铂电阻在测量温度时能够提供高度的准确性和稳定性。
法兰铂电阻广泛应用于许多行业，如化工、冶金、电力、医疗等领域。
它通常用于温度计、热处理控制、温度补偿、温度传感器等应用。
由于其高精度和可靠性，法兰铂电阻在工业生产过程中起到了至关重要的作用，帮助实现温度的精确测量和控制。
总之，法兰铂电阻以其良好的稳定性、线性特性和高温适应性，成为了广泛应用于工业领域的重要温度测量元件。
它在许多领域中发挥着重要作用，并不断为温度测量和控制技术的发展做出贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：1.2 文章结构本文将分为三个主要部分来探讨法兰铂电阻。
首先，引言部分将提供一个概述，介绍文章的目的和写作结构。
接下来，正文部分将首先对法兰铂电阻的定义和原理进行详细解释，包括其工作原理和基本组成。
然后，将介绍法兰铂电阻在实际应用中的领域，从工业控制到科学研究等方面进行探讨。
最后，在结论部分，将总结法兰铂电阻的重要性和优势，并对其未来发展进行展望。
通过以上文章结构的安排，读者将能够系统性地了解到法兰铂电阻的定义、原理和应用领域，并对其在实际应用中的重要性和未来发展趋势有一个全面的认识。
1.3 目的本文的目的是介绍和讨论法兰铂电阻的定义、原理以及其在各个应用领域中的重要性。
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。
温度传感器实验
IF Is exp(
qVF ) kT
(3.1)
其中 q 为电子电荷；k 为玻尔兹曼常数；T 为绝对温度；IS 为反向饱和电流，是一个和 PN 结材料的禁带宽度以及温度有关的系数，可以证明：
Is CT r exp(
qVg( 0 ) ) kT
(3.2)
其中 C 是与结面积、掺质浓度等有关的常数，r 也是常数（r 的数值取决于少数载流子迁 移率对温度的关系，通常取 r=3.4）；Vg(0)为绝对零度时 PN 结材料的带底和价带顶的电势 差。 将(3.2)式代入(3.1)式，两边取对数可得：
(3.6)
综上所述，在恒流供电条件下，PN 结的 VF 对 T 的依赖关系取决于线性项 V1，即正向压 降几乎随温度升高而线性下降，这就是 PN 结测温的理论依据。必须指出，上述结论仅适用 于杂质全部电离，本征激发可以忽略的温度区间（对于通常的硅二极管来说，温度范围约 50℃-150℃）。如果温度低于或高于上述范围时，由于杂质电离因子减小或本征载流子迅速 增加，VF-T 关系将产生新的非线性，这一现象说明 VF-T 的特性还随 PN 结的材料而异，对 于宽带材料（如 GaAs，Eg 为 1.43eV）的 PN 结，其高温端的线性区则宽；而材料杂质电 离能小（如 Insb）的 PN 结，则低温端的线性范围宽。对于给定的 PN 结，即使在杂质导电 和非本征激发温度范围内，其线性度亦随温度的高低而有所不同，这是非线性项 Vn1 引起的。 二、实验器材 DH-SJ 型温度传感器实验装置（见附录 2），直流恒压恒流源，数字万用表， PN 结 （引脚如图 3-1 所示），保温杯，电烧杯，冰水混合物，电阻和导线若干。
仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统 一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。我国从 1988 年 1 月 1 日起，热电偶和热电阻 全部按 IEC 国际标准生产，并指定 S、B、E、K、R、J、T 七种标准化热电偶为我国统一设计 型热电偶。在本实验的热电偶为铜-康铜热电偶，属于 T 型热电偶。其测温范围为－270～ 400℃；优点有：热电动势的直线性好；低温特性良好；再现性好；精度高等，但是(+)端的 铜易氧化。 二、实验器材 DH-SJ 型温度传感器实验装置（见附录 2），直流恒压恒流源，数字万用表，Pt100、 热电偶，保温杯，电烧杯，冰水混合物，电阻和导线若干。 三、课题任务与要求 1. 以 Pt100 作为标准测温器件来研究实验室中热电偶的温度特性曲线，温度范围控制在 室温到 100℃之间。 2. 计算热电偶的温差电系数，比较热电偶和热敏电阻在温度特性方面的区别。 3. 通过实验研究冷端的温度不为 0℃时对测温效果的影响和校准办法，可参考文献[1] 四、注意事项 同实验一 五、参考文献 [1] 唐亚明，徐保磊等. 新型 PTC 热电偶冷端补偿电路在物理实验中的应用[J]. 物理与工 程. 18(4):24-25, 2008.
pt100测温原理
pt100测温原理
PT100是一种常用的温度传感器，它基于铂电阻的电阻与温度
呈线性关系的原理进行温度测量。
其工作原理如下：
铂电阻的电阻与温度成正比，即在一定温度范围内，电阻值随温度的升高而增加。
PT100的名称中的“100”代表了在0摄氏
度时，它的电阻为100欧姆。
根据电阻值与温度的线性关系，可以通过测量PT100的电阻值来推算温度的数值。
具体而言，PT100传感器通常由铂电阻制成，这种铂电阻的电
阻值随温度变化的规律是已知的。
一般来说，PT100的电阻-
温度关系可以采用国际电工委员会（IEC）定义的标准来描述。
常用的PT100温度传感器通常采用四线制连接方式。
在四线
制连接中，电流通过其中两根线路，而另外两根线路则用于测量电阻值。
通过测量电压和已知的电流值，可以计算出PT100的电阻值。
进一步根据已知的电阻-温度关系，即可得知当前
温度值。
需要注意的是，PT100传感器需要经过校准才能保证测量的准确性。
一般来说，校准通常会在特定温度点进行，以确保
PT100在各个温度范围内都能提供准确的测量值。
总结而言，PT100的测温原理是基于铂电阻的电阻与温度成正
比的线性关系。
通过测量PT100的电阻值，结合已知的电阻-
温度关系，可以准确地获取温度信息。
铂电阻温度传感器
L
AL
R 圆柱外形
A 传感器类型，双支加D
1=Pt100 5=Pt500 10=Pt1000
B 直径D (mm)
2=2.0 3=3.0 4=4.0 5=5.0
6=6.0 8=8.0 指定
C 保护管长度L（mm）
10=10 15=15 20=20 25=25
30=30 40=40 50=50 指定
D 不锈钢保护管材质
铂电阻温度传感器
表7
金属壳封装STT-R系列
螺纹安装STT-S系列
带保护管螺纹安装STT-T系列
带标准连接器STT-C系列
手持式STT-H系列
刺入式STT-P系列
表面测温STT-F系列
磁性吸附式STT-M
弹簧压紧测温STT-A系列
无连接STT-B-N1
螺纹连接STT-B-N2(20)
活动法兰安装STT-B-N3
产品要大一些,但外表机械强度也远优于涂层结构产品。特氟龙材料具有优良的物理化学稳定性，几乎可在任何种类，任何浓
度的酸、碱、盐、强氧化剂及有机溶液等介质中使用，使用温度范围为-200～250℃、具有耐老化、耐辐照、摩擦系数小、不
燃性和不粘性等特点，是目前公认的最耐腐蚀材料之一。
北京开达华业科技发展有限公司 电话：010-62993416 传真：010-62993482 网站： 邮箱：kaida@
B级
温度误差 ℃ 阻值误差 Ω
1.3
0.56
0.8
0.32
0.3
0.12
0.8
0.30
1.3
0.48
1.8
0.64
2.3
0.79
2.8
0.93
3.3
电子测量线路试验铂电阻测温电路试验
三、实验内容
§ 按照原理图计算出放大器放大倍数、写出 输出电压表达式
§ 按原理图焊接线路板 § 按铂电阻分度表改变输入的阻值，测试放
大器输出电压并记录数据。
四、电路原理图
电路原理图
+5V
100R
1K
2、三线制 这是一种最实用又能较精确测温的方式，如图2，R4、R5和R6为连线和接触电
阻。由于采用上述三线制接法，调整R1即可使包括R5在内的电桥平衡，而R4可通过 R6抵消，因此，工业上常用这种接法进行精密温度测量。
3、四线制 如图3，其中R1~R4为接线电阻和接触电阻，采用恒流源对铂电阻供电，Vo输出
实验一 铂电阻测温电路实验
§一、 实验目的
二、温度传感器的选用
当用户要完成一项温度测量或控制任务时，首要任务是选择合适的温度传感 器，然后根据所选用的传感器设计接口电路和确定测量方法。下面我们就温度传 感器的选择问题向用户做一些介绍。
一般来讲，温度传感器的选择，可按下列步骤进行： 首先，用户要明确被测对象的温区范围，因为目前各种温度传感器品种很多， 适用温区也不一样，如果选择不当，不仅难以保证测量精度，而且可能导致整个 测控工作的失败。 如果被测对象的温度较高，一般可选用热电偶或辐射式温度测量装置： 1）如果对被测对象的测温精度要求较高，而且可用接触式方法进行测量， 或可使传感器较接近被测对象，宜选用热电偶作为温度传感器；在选用热电偶时， 也要注意其型号要与被测温区相对应； 2）对于只能用非接触方式进行测量，而被测对象为运动的高温物体，宜选 用辐射式高温计和光导纤维温度传感器，尤其在需要抗振动性能好、传感器结构 轻便及需温度控制等场合，选用光纤温度传感器会得到很好效果。
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模拟电子技术课程设计报告书
信息工程学院
设计题目：
模拟电子技术课程设计指导书（2007版）95页 题目23 铂电阻测温元件测温 性能指标：若铂测温电阻元件作为电桥的一个桥臂，当测温范围为0～200℃时，需要放大电路输出0～5V 电压，试设计该放大电路。
该测温电桥采用1mA 的电流源供电。
一、 电路结构及原理说明
本铂电阻测温电路由四部分组成：基准电压源电路、恒流源电路、测温桥及放大电路。
电路的框图如下：
2. 恒流源电路：用于产生-1mA 的恒定电流，为测温桥供电。
3. 测温桥及放大电路：铂电阻在0～200℃时的阻值发生变化，测温桥用于将阻值的变
化转化为电压的变化（即ΔV ）；放大电路用于将测温桥输出的微小电压变化（ΔV ）放大，使其满足性能要求。
放大电路采用两个同相电压跟随器（作为输入缓冲器）与两级放大器组成，其中第一级放大器为差动放大器，第二级放大器为可以方便调节的反相比例运算电路。
二、 参数计算及元件选择
图一
1. 基准电压源的计算
I R4
I R5
I R3
电路如图一所示，输出电压Vout=5V ，稳压管选择Uz=3.3V 的1N5913B ，取稳定电流约为1～2mA ，选取Vs=12V 。
根据同相比例电路，有：
Vout=（1+R2/R1）Vz
Vz=3.3V ，故有R2/R1=0.515，选取R1=33k Ω，得R2=17k Ω 令R4=1.0k Ω，则I R4=（Vout-Vz ）/R4=1.7mA
设I R3=I D =0.2mA ，则I R5=0.4mA ，且R3/(R5+R4)Vs ＞VD+Vz=0.7+3.3=4V 选择R5=R3=20k Ω，满足稳压管工作的条件。
2. 恒流源的计算
图二
电路如图二所示，经分析可知，Iout=-(R3+R4)V1/R1/R5，由于基准电压源Vout=5V ，故选取R1=R2=10k Ω，R3=R4=20k Ω，得Iout=-1mA 。
3. 测温电桥的计算
如图三可知，
ΔV=
选R1=R2=100k Ω，
依据Pt100=0.1(1+at-bt 2-ct 3(t-100)) （k Ω） 其中a=3.90802e-3，b=5.80195e-7，c=0，t 为摄氏温度 得出t=0℃时，Pt100=0.100k Ω
t=100℃时，Pt100=0.13851k Ω t=200℃时，Pt100=0.17584k Ω
当t=0℃时，令Rw=0.100k Ω，使得ΔV=0V ；t=200℃时，计算得ΔV=-0.037868V
4. 放大电路的计算
+ ΔV _
I=1mA
图三
R2+Rw R1+Pt100
I R1-I R2
R1+R2+Pt100+Rw R1+R2+Pt100+Rw I R1(Rw-Pt100)R1+R2+Pt100+Rw
Iout
电路如图四所示，由于性能要求t=200℃时，Vout=5V ，又ΔV=-0.037868V ， 故放大电路的电压放大倍数为：Au=Vout/ΔV=-132.04
选取第一级差动放大器的电压放大倍数为Au1=33，令R1=R2=10k Ω，得R3=R4=330k Ω 故第二级放大器的电压放大倍数为Au2=Au/Au1=4.02，令R5=10k Ω，得R7=40.2k Ω，平衡电阻R6=R5∥R7=8k Ω。
5. 由于OP07芯片的温度漂移较小，性能较好，故集成运放选用OP07。
四、 电路仿真
1. 基准电压源的单独仿真：
由理论计算可知，R2=17k Ω，但仿真时放大倍数达不到要求，仅能输出4.56V ，需要增大R2来增大输出电压，经过反复调试，最终选择R2=21.6k Ω，此时输出电压Vout=5.002V ，误差为E=(Vout-V)/V ×100%=0.002/5×100%=0.04%，精确度较高。
Vout
图四
+ ΔV _
2.恒流源的单独仿真：
当单独仿真恒流源时，输出电流Iout满足性能要求。
3.放大电路的单独仿真：
当放大电路接t=200℃，ΔV=-0.037868V时，由理论计算，R6=40.2kΩ时，Vout=5.022V，精度稍有不足，经过调试，选择R6=40.0kΩ，此时Vout=4.997V，误差E=(V-Vout)/V×100%=0.003/5×100%=0.06%，精度较高。
4.整体电路仿真：
如图，仿真时，对R3的阻值进行调整，使恒流源输出电流尽可能接近-1mA，最终确定
R3=22.7kΩ，此时I=-1.002mA；对Rw进行调整，使Pt100=100Ω时，Vout尽量输出为零，最终确定Rw=100Ω，同时确定R21=40.2kΩ，使得Pt=175.84Ω时，Vout=5.000V。
令温度变化时,Pt100电阻阻值为线性变化,可得下表一，由计算可知，t=200℃时，误差为0%，符合性能要求。
近似可得每升高(5-0)/200=0.025V温度升高一摄氏度。
5.误差产生的分析：
本次仿真产生误差的主要原因为：1.集成运放采用实际运放OP07AH，而理论分析采用实际运放的性能参数，实际运放的输入电阻，输出电组，失调电流，失调电压等会造成误差；
2.没有对运放进行调零设计，仅通过电阻值的调整来调整电路性能，仍有误差存在；
3.稳压管使用1N5913B，是实际稳压管，对基准稳压电路的性能会有影响；
4.恒流源设计并不精确，对输出电流的精度产生影响，最终造成输出电压的误差。
表一：仿真情况
图五：Pt=100Ω时的仿真情况
图六：Pt=175.84Ω时的仿真情况
五、主要元件参数和元件列表
基准电压源恒流源测温电桥放大电路运放OP07AH运放OP07AH运放OP07AH运放OP07AH V112V R510kΩRw100ΩR1610kΩR120kΩR610kΩR11100kΩR1710kΩR2330kΩR710kΩR13100kΩR18330kΩR322.7kΩR810kΩPt100铂电阻R19330kΩR4 1.0kΩR910kΩR2010kΩR1220kΩR1010kΩR2140.2kΩD1虚拟二极管R228kΩ稳压管1N5913B
六、总结
1.通过本次模拟电子技术课程设计，巩固了模拟电子技术课程中学习的理论知识，例
如同相比例电路﹑反相比例电路﹑实际运放﹑稳压管等知识；
2.通过在网络中寻找实际元件参数，锻炼了自己阅读技术资料的能力；
3.初步掌握了Multisim2001用于模拟电子技术的仿真方法，初步了解了计算机辅助设
计的方法；
4.通过参阅参考文献，了解了更多关于铂电阻测温传感器的知识；
5.本次课程设计还有相当多的不足和缺点，例如：仿真设计时没有考虑稳定对其他元
件的影响；仿真是没有具体对实际运放进行失调电压和失调电流的调零；选取某些
电阻时使用的虚拟电阻，没有采用实际电阻，缺乏实用性；对误差的分析比较简单，希望通过本次课程设计，进一步掌握计算机辅助设计的能力，对本试验题目做进一
步改进。
七﹑参考文献
[1]. 太原理工大学信息工程学院自动化系. 模拟电子技术课程设计指导书. 太原理工大
学. 2007.5
[2]. 周凯. EWB虚拟电子实验室—Multisim 7 & Ultiboard 7电子电路设计与运用. 电
子工业出版社. 2006
[3]. 华成英. 模拟电子技术基础(第四版). 高等教育出版社. 2006。