热电阻Pt100测温电路调试体会
PT100温度传感器测量电路
PT100温度传感器测量电路温度传感器PT100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.本电路选择其工作在 -19℃至500℃范围。
整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分。
前置放大部分原理图如下：工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在 0℃到 500℃的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式：Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格：单片机的 10 位 A/D 在满度量程下，最大显示为 1023 字，为了得到PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为10.466 。
关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635的结果。
实际上，500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为 450 个字，因此，公式中的 500℃在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。
450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。
其实，计算的方法有多种，关键是要按照传感器的 mV/℃为依据而不是以被测温度值为依据，我们看看加上非线性校正系数：10.47*1.1117=11.639499 ，这样，热心朋友的计算结果就吻合了。
实验六 PT100温度控制实验
实验六PT100温度控制实验一、实验目的了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。
二、实验仪器智能调节仪、PT100、温度加热源。
三、实验原理位式调节位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。
位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。
PID智能模糊调节PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控制，先进的自整定（AT）功能使得无需设置控制参数。
在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。
温度控制基本原理由于温度具有滞后性，加热源为一滞后时间较长的系统。
本实验仪采用PID智能模糊+位式双重调节控制温度。
用报警方式控制风扇开启与关闭，使加热源在尽可能短的时间内控制在某一温度值上，并能在实验结束后通过参数设置将加热源温度快速冷却下来，可以节约实验时间。
当温度源的温度发生变化时，温度源中的热电阻Pt100的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给PID智能温度调节器，经调节器的电阻-电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号（加热）和继电器触发信号（冷却），使温度源的温度趋近温度设定值。
PID智能温度控制原理框图如图26-1所示。
图26-1 PID智能温度控制原理框图三、实验内容与步骤1．将加热源箱子和实验台按图26-2接线。
2. 打开屏上的电源和智能调节仪的电源，以及加热箱的加热开关。
3．按住约3秒，PV 窗口显示“”进入智能调节仪参数设定，继续按键，PV窗口显示各个参数，SV窗口显示对应参数的值，按“”可改变参数值小数点位置，按、可改变SV窗口参数的值。
[整理]pt100温度传感器测量电路.
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pt100温度传感器测量电路温度传感器PT100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.本电路选择其工作在-19℃至500℃范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的5V 供电端仅仅通过一支3K92 的电阻就连接到PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照PT100 的参数,其在0℃到500℃的区间内,电阻值为100 至280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式：Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格：温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压mV0100.00124.381 100.39 124.850 119.40147.79100 138.51170.64150 157.33192.93200175.86214.68250194.10235.90300212.05256.59350229.72276.79400247.09296.48450264.18315.69500280.98334.42单片机的10 位A/D 在满度量程下，最大显示为1023 字，为了得到PT100 传感器输出电压在显示500 字时的单片机A/D 转换输入电压，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为10.466 。
关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到10.466 的结果，而是得到11.635的结果。
实际上，500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为450 个字，因此，公式中的500℃在实际计算时的取值是450 而不是500 。
金属铂电阻PT100传感器测温
2.5
2
1.5
电电/ V
1
0.5
0
-0.5
15
20
25
30
35
40
45
50
温温
图 4. 温度-电压曲线
拟合曲线方程为 y=0.0666x-1.0196，计算标准差为 0.2691。线性度比较好。 产生实验误差主要原因及改进措施如下： （1）万用表测温度只能精确到度，而加热器温度上升缓慢，在万用表温度示数不变时， 台表测试的输出电压不断上升，不同的时刻读到的值不同，造成一定误差。采用更精确的测 温装置能减小误差。 （2）PT100 引线电阻随温度变化对实验结果造成影响。实际应用中常采用三线制或四线 制接线方式，但实验室提供的 PT100 只有两根引出线，无法减小引线电阻变化的影响。 （3）测温电路本身的非线性等原因。此项误差由电路设计保证，非常小，可以忽略不计。
图 1. INA129 内部结构图
由芯片资料知，通过配置 1 脚和 8 脚之间的外接电阻 RG 即可调节电路的增益。题目要求
测温范围为室温～65 °C ，此时 PT100 电阻变化约为 20 Ω ，输出电压变化约为 10mV。题目要
求输出电压不超过
4V，故取
RG
=150
Ω
，此时放大器的放大倍数
G
=
1
+
49.4kΩ RG
=330.3
倍，不
超过 4V，满足设计要求。 综上，设计实验电路如图 2。
-2-
图 2. 电路原理图
三、实验步骤
1.用万用表测量室温，和室温时的 PT100 电阻值。PT100 的阻值预设 R3 的值。
万用表得的室温为 16 °C ，室温时 PT100 的电阻值为 105.24 Ω ，查表知该阻值对应的温度
PT100测量电路
热电阻Pt100测温电路调试体会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,由于其测量准确度高、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。
℃℃范围内具有其他任何温度传感器无PT100是一种广泛应用的测温元件，在-50~600可比拟的优势，包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。
由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。
校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中，根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。
常用的Pt电阻接法有三线制和两线制，其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。
常用的采样电路有两种：一为桥式测温电路，一为恒流源式测温电路。
其中图1为三线制桥式测温电路，图2为两线制桥式测温电路，图3为恒流源式测温电路。
下面分别对桥式电路和恒流源式电路的原理在设计过程中应注意事项进行说明（注：这两个电路本人均有采用及试验，证明可行）。
一、 桥式测温电路桥式测温的典型应用电路如图1所示（图1和图2均为桥式电路，分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别）。
测温原理：电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源；采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥（其中R1＝R2，VR2为100Ω精密电阻），当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号，这个压差信号经过运放LM324放大后输出期望大小的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。
差动放大电路中R3＝R4、 R5＝R6、放大倍数＝R5/R3，运放采用单一5V供电。
设计及调试注意点：1. 同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小；2. 改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数，以便满足设计者对温度范围的要求3. 放大电路必须接成负反馈方式，否则放大电路不能正常工作（以前就有个猪头特别提醒说只有接成正反馈才能正常工作，我也没做试验就拿它当经验，害得我重新做板）。
Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度地影响
[图文]Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度的影响1、Pt100热电阻的三种接线方式在原理上的不同：二线制和三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。
四线没有电桥，完全只是用恒流源发送，电压计测量，最后给出测量电阻值。
2、Pt100热电阻的三种接线方式对测量精度的影响连接导线的电阻和接触电阻会对Pt100铂电阻测温精度产生较大影响，铂电阻三线制或者四线制接线方式能有效消除这种影响。
与热电阻连接的检测设备（温控仪、PLC输入等）都有四个接线端子：I+、I-、V+、V-。
其中，I+、I-端是为了给热电阻提供恒定的电流，V+、V-是用来监测热电阻的电压变化，依次检测温度变化。
请参阅下图：（1）四线制就是从热电阻两端引出4线，接线时电路回路和电压测量回路独立分开接线，测量精度高，需要导线多。
（2）三线制就是引出三线，Pt100B铂电阻接线时电流回路的参端和电压测量回路的参考为一条线（即检测设备的I-端子和V-端子短接）。
精度稍好。
（3）两线制就使引出两线，Pt100B铂电阻接线时接线时电流回路和电压测量回路合二为一（即检测设备的I-端子和V-端子短接、I+端子和V+短接短接）。
测量精度差。
文档铂热电阻的接线造成温度失真现象的研究[ 录入:tai-yan |时间:2007-07-24 00:44:20 | 作者: | 来源:采集所得 | 浏览:158次 ]摘要: 项目推广中发现很多矿井主通风机的监测温度经常出现不同程度的虚高现象, 分析其原因是测温线路的接线引起了较大的温度误差。
文章对测温线路进行了理论分析, 并通过实验得出导线电阻的大小对温度影响的关系。
0 引言PT100(铂热电阻) 温度传感器具有精度高、测温范围宽、使用方便等优点, 在工业过程控制和测量系统中得到了广泛的应用。
用铂热电阻测温时, 将铂热电阻接入二次仪表, 例如巡检仪温度模块等, 通过二次仪表测量出铂热电阻的阻值,从而算出温度。
机车上Pt100温度传感器原理及调试方法分析
１
１００．３９ １０４．２９ １０８．１８ １１２．０６
２
１００．７８ １０４．６８ １０８．５７ １１２．４５
图 １ Ｐｔ１００温度 ／电阻曲线图 表 ２ Ｐｔ１００常用分度表
３
４
５
电阻 Ω
１０１．１７ １０１．５６ １０１．９５
１０５．０７ １０５．４６ １０５．８５
１０８．９６ １０９．３５ １０９．７３
热电阻和温度变送器之间有 ３种接线方式：二线制、三线 制、四线制。 ２．１ 二线制
二线制 Ｐｔ１００传感器如图 ２所示，其电阻变化值与连接导 线的电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附 加误差使实际测量值偏高，因此二线制仅用于测量精度要求不 高的场合，并且导线的长度不宜过长。
创新与实践
当桥路平衡时，通过计算可知，Ｒｔ＝ＲＲ１Ｒ２３ ＋ＲＲ１２ｒ－ｒ，当Ｒ１ ＝ Ｒ２ 时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除 了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否 则不可能完全消除导线电阻的影响。
１１２．８３ １１３．２２ １１３．６１
６
１０２．３４ １０６．２４ １１０．１２ １１４．００
７
１０２．７３ １０６．６３ １１０．５１ １１４．３８
８
１０３．１２ １０７．０２ １１０．９０ １１４．７７
９
１０３．５１ １０７．４０ １１１．２９ １１５．１５
２２
技术与市场 ２０１９年 第２６卷 第５期
Ｐｔ１００的电阻特性如式（１）、（２）所示：
－２００＜ｔ＜０℃ Ｒｔ＝Ｒ０［１＋Ａｔ＋Ｂｔ２ ＋Ｃ（ｔ－１００）ｔ３］ （１）
０＜ｔ＜８５０℃ Ｒｔ＝Ｒ０（１＋Ａｔ＋Ｂｔ２）
（２）
《Pt100测温与导线电阻的影响》
摘要: 项目推广中发现很多矿井主通风机的监测温度经常出现不同程度的虚高现象, 分析其原因是测温线路的接线引起了较大的温度误差。
文章对测温线路进行了理论分析, 并通过实验得出导线电阻的大小对温度影响的关系。
0 引言PT100(铂热电阻) 温度传感器具有精度高、测温范围宽、使用方便等优点, 在工业过程控制和测量系统中得到了广泛的应用。
用铂热电阻测温时, 将铂热电阻接入二次仪表, 例如巡检仪温度模块等, 通过二次仪表测量出铂热电阻的阻值,从而算出温度。
这些二次仪器常用的基本类型是采用桥式线路。
目前一般采用的方法是三线制接法。
可以说, 铂热电阻测温技术应该是非常成熟的。
但是, 我们在项目《通风机在线监测系统》的推广中发现, 90 %的矿井通风机的监测温度是不准确的, 如山西的上榆泉矿、山东的朝阳矿、运河矿、王庄矿等等, 有的高出实际温度十几、二十摄氏度甚至更多。
什么样的原因造成这么大的误差? 经过分析实验, 我们发现了问题所在。
1 铂热电阻测温原理我们先从铂热电阻测温的原理来看。
若已知电阻-温度关系, 就可以用测量电阻的方法来推算出温度, 这就是电阻温度传感器的工作原理。
当测温范围不大, 元件长度和截面积随温度改变引起的阻值变化可以忽略时, 热电阻元件的阻值随温度变化可以认为是线性的, 可用式(1) 表示:Rt = Rt0 [1 +α( t - t0) ] (1)其中, t0 表示参考温度; Rt0 表示参考温度下铂热电阻的阻值;α表示电阻元件的平均电阻温度系数, 即电阻元件的温度相对于参考温度每变化1 ℃, 引起铂热电阻阻值相对于参考温度下的增量。
对于PT100 , 在t = 0 ℃时, Rt = 100Ω; 当t = t1 时,Rt = Rt1 , 则有Rt1 = 100 (1 +α×t1)(2)通过测量t1 温度下PT100 的阻值, 就可以通过上式的公式变形计算出此时测量端的温度。
即t1 =Rt1/100α-1/α(3)铂热电阻测温电路的原理如图1 所示, 其中, Rt 为铂热电阻, R1 、R2 为固定电阻, R3 为可调电阻, A 为检流计。