PT100温度变送器的设计
PT100铂电阻温度变送器
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
Ｒ
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：
世 万界电方子数元据器件２加ｉ８
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１ ０，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转4-20ma温度变送器简述
产品选型:
DIN12 - Z□ - T□ - P□ - A/V□
代
代码
T
码
PT100 Z1 -20-100℃ T1
PT10 Z2 0-100℃ T2
Cu100 Z3 0-150℃ T3
Cu50 Z4 0-200℃ T4
Pt1000 Z5
T 0-400℃
5
用户自定 Tu
义
P 代码 24VDC P1 12VDC P2 5VDC P3
DIN12 系列温度信号隔离放大器使用非常方便，仅需接好线，即可实现热电阻信号的隔 离变送。
主要特性:
>>输 入：Pt100(-200~+600℃) (范围可选择) 也可以选择输入为 Pt1000, Pt10,Cu50,Cu100 等等
>>输出信号：4~20mA，0~5V，0-10V 等标准信号 >>辅助电源：5V、9V、12V、15V 或 24V 直流单电源供电 >>工业级温度范围: - 45 ~ + 85 ℃ >>精度等级：0.2 级(FSR%，相对于温度) >>内含线性化和长线补偿功能 >>隔离耐压：2500VDC(1mA,60S)，输入/输出 1/输出 2/电源四隔离 >>安装方式：DIN35 导轨安装 >>外形尺寸：106.7x79.0x25.0mm
概述:
热电阻温度变送器产品主要用于 Pt100，Pt1000，Pt10, Cu50,Cu100 等传感器信号的隔 离与变送 (传感器需用户自己配)，在工业上主要用于测量-200~+600℃的温度。该变送器内 有线性化和长线补偿功能，出厂时按照 Pt100 国标分度表校正，完全达到 0.2 级精度要求。 输入、输出 1、输出 2 和辅助电源之间是完全隔离（四隔离），可以承受 2500VDC 的隔离耐 压。产品采用 DIN35 国际标准导轨安装方式，体积小、精度高，性能稳定、性价比高，可 以广泛应用在石油、化工、电力、仪器仪表和工业控制等行业。
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。
pt100温度变送器原理
pt100 温度变送器原理
PT100 是一个温度传感器，是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器，可以工作在-200℃至650℃的范围。
PT100 温度变送器是一种以白金（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。
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，产品多用于工业过程温度参数的测量和控制。
带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。
PT100 温度变送器的传感部分为PT100 热电阻，故也称之为热电阻温度变送器；信号转换部分主要由采集模块、信号处理和转换单元组成，也可以增加显示单元成为现场显示型PT100 热电阻温度变送器。
PT100 温度变送器形式有安装于接线盒内的，还有一种为杆式小型的，适合安装场所空间有限，但必须安装变送器的现场，它可将热电阻Pt100 的电阻信号随温度变化转化为二线制DC4-20 毫安输出。
pt100测温电路 设计方案
pt100测温电路设计方案
设计pt100测温电路的方案可以分为以下几个步骤：
1. 确定电源电压：首先确定电路的供电电压，一般情况下，
pt100测温电路常使用5V的电源供电。
2. 构建电桥电路：为了提高测温的精度，可以使用电桥电路来测量pt100的阻值变化。
电桥电路主要包括一个pt100传感器
和三个固定阻值的电阻。
电桥电路一般采用Wheatstone电桥。
3. 选择运放：为了放大pt100传感器的微小信号，一般使用运
放进行信号放大。
选择合适的运放需要考虑其增益、带宽、输入偏置电流等参数。
4. 温度转换：将pt100的阻值变化转换为温度值。
一般采用前
端运放进行小信号放大，后接一个模数转换器（ADC）将模
拟信号转换为数字信号，再通过数值计算将数字信号转换为实际温度值。
5. 界面显示：最后将测到的温度值通过显示器或者其他外设进行显示。
值得注意的是，设计pt100测温电路时需要考虑传感器的供电
方式、电路的抗干扰能力、运放的选择等因素，以保证测量的准确性和可靠性。
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
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。
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课程设计
课程名称测控电路
题目名称 Pt100温度变送器设计
学生学院物理与信息工程学院
专业班级测控技术与仪器
班号 B08072021
学生组员张文焱胡聪罗成
指导教师范志顺
2011-1-5
课 程 设 计报告
一、实验要求：
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℃,输出为0.3V-1.5V,精度为5％，在此基础上构成一个输出为4mA-20mA 的电流源。
二、实验原理：
1.同相放大及差分放大部分：
Uo
2.电压跟随器：
)
21
(9)
49(21214
99
112212R R R R R R Uo R R R Uo R R R +⨯+⨯⨯
=+⨯
=+⨯则：对同相放大器有：
11
101222
11R R R Uo +⨯
=-对电压跟随器有：)
21(6
8
6
8578577
16
57712Uo Uo R R Uo R R R R R Uo
R R R Uo R R R R Uo Uo -⨯==-+⨯=+⨯-则：因对差分放大电路有：
Uo
3.电流源电路：
Uo
16
100)1317(171412)
100(1214
12100R i R R R R R i Uo R Uo R R i
Uo i -++--
+
+-=
三、元件清单：
四、资料准备：
热电阻的测温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。
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 Rt=Rt0[1+α（t-t0）] 。
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 Rt=AeB/t 。
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。
工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器
的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。
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。
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。
14脚双列直插塑料封装，lm324原理图如图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。
五、实验步骤：
1.将PT100调至100Ω接入电路，分别测Uo1和Uo2,调滑动变阻器104和502，使其电压均接近于1V,并且Uo1> Uo2。
对电路信号放大部分先进行调零：测Uo 的值并调节502，是输出为0.3V,再对电路信号放大部分进行调满：先将PT100调至247Ω
接入电路, 再测Uo 的值并调节104，使输出为1.5V 。
如此反复对该电路进行调零和调满的操作，使其输出稳定在0.3V-1.5V 之间即可。
2.测实验数据：调节PT100的阻值，使其以每隔50℃的阻值接入电路，再测输出Uo 的值，电流源电路接好后，开始测电流的输出。
测量时应按PT100的阻值增大时测一次，再依次减小其阻值测一次。
六、实验分析：
Ω
=Ω==Ω==Ω=-+⨯+⨯⨯=+⨯-+⨯+⨯⨯⨯=
---K R K R V Uo R V Uo R R R R R U R R R R R R R R R R R U 2.254678.05.1,2472,3.0,10028.0)210(5)
410(212o )11
1012)21(9)49(212(68o 2112
112
11分别代入可得：将代入数据可得：得：由实验原理中的公式可
Ω==
=+
=
-
+
+
-
-
+
+
-
=
K
R
m A
i
V
U
Uo
R
o
R
i
R
R
R
R
R
i
Uo
R
Uo
R
R
i
Uo
i
15
.0
16
20
,
5.1
o
100
16
U i
16
100
)
13
17
(
17
14
12
)
100
(
12
14
12
100
代入得：
将代入数据得：
由
七、实验数据及实验结论：
热电阻Pt100增大时i及Uo的变化：
Uo与PT100阻值变化的关系：
00/ΩUo
热电阻Pt100减小时i及Uo的变化：
i与PT100阻值变化的关系：
00/Ω八、实验总结：
经过将近两天的测控电路课程设计，我终于在老师的指导下完成了PT100温度变送器的设计，虽然与老师的要求有一定的差距，但我还是很高兴的。
在这次课程设计中，我们自己动手焊接了实验电路，自己检查电路中的错误，自己改正这些错误，自己查资料，这些都是我们独立完成的，虽然在这一过程中我们遇到了许多困难，但我们还是咬牙挺过来了，因此我们也学到了许多东西。
由于我之前有过焊接电路板的经验，在焊接过程中并未遇到什么困难，我自己也认为我焊接的电路板还是不错的，但我还是在电路调试中遇到了很大的难题，虽然老师在布置这个课程设计之前给我们讲了一些在调试中要注意的问题，但在实际操作中我们几乎完全忘了这些需要注意的问题，例如对电路的调零和调满的操作，我们都没有将这两步分开来进行，而是直接测电路的输出；再如，调零和调满的操作要进行多次，通过反复调试来保证电路测量范围的准确性，可我们几乎都是只调试了一次就开始测数据，导致数据的不准确。
这次课程设计使我们了解到了基础电路知识的重要性，只有当我们对基础电路有了一定的了解之后，才能对较为复杂的电路进行分析，从而设计出合理的、合乎要求的电路。
从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，一定要将理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，只有这样才能将我们的所学真正的应用出来，这就是我在这次课程设计中的最大收获。