传感器pt100热电阻测温实验
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铂电阻测温特性实验.
实验三十Pt100铂电阻测温特性实验一、实验目的：在实验二十九的基础上了解P t100热电阻—电压转换方法及P t100热电阻测温特性与应用。
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(500℃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内构成，图30—1是铂热电阻的结构。
在0～500℃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℃时的电阻图30—1铂热电阻的结构值(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，如图30—2所示。
图30—2热电阻信号转换原理图图中△V=V1-V2；V1=［R3/(R3+R t)］V c；V2=［R4/(R4+R1+R W1)］V c；-V2=｛［R3/(R3+R t)］－［R4/(R4+R1+R W1)］｝V c；△V=V1所以Vo=K△V= K｛［R3/(R3+R t)］－［R4/(R4+R1+R W1)］｝V c。
式中R t随温度的变化而变化，其它参数都是常量，所以放大器的输出Vo与温度(R t)有一一对应关系，通过测量Vo可计算出R t：Rt=R3［K(R1+R W1)V c-(R4+R1+R W1)V o］／［KV c R4+(R4+R1+R W1)V o］。
P t100热电阻一般应用在冶金、化工行业及需要温度测量控制的设备上，适用于测量、控制＜600℃的温度。
PT100铂热电阻测温实验
PT100铂热电阻测温实验PT100铂热电阻测温实验一、实验目的1.了解PT100铂热电阻的测温原理；2.掌握PT100铂热电阻的测温方法；3.学会使用数据采集仪进行温度测量。
二、实验原理PT100铂热电阻是一种利用铂金电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
其基本原理是：在0℃时，PT100铂热电阻的阻值为100Ω，随着温度的升高，其阻值按一定规律增加。
通过测量PT100铂热电阻的阻值，可以推算出相应的温度值。
PT100铂热电阻的阻值与温度之间的关系可以用斯特曼方程表示：R(T) = R0(1 + AT + BT^2 + CT^3(1 - T0))其中，R(T)为温度T时的阻值，R0为0℃时的阻值，A、B、C为斯特曼系数，T0为参考温度（通常为0℃）。
在本实验中，我们只需要知道R0和A的值即可进行温度测量。
根据国际电工委员会（IEC）标准，PT100铂热电阻的R0为100Ω，A 为3.9083×10^-3℃。
三、实验步骤1.将PT100铂热电阻接入数据采集仪的输入通道；2.打开数据采集仪软件，设置采样率和采样时间；3.将数据采集仪与计算机连接，启动数据采集软件；4.将PT100铂热电阻放入恒温槽中，设置恒温槽的温度；5.等待恒温槽温度稳定后，记录数据采集仪显示的温度值；6.重复步骤4和5，改变恒温槽的温度，记录多个温度值；7.将实验数据整理成表格，进行分析和处理。
四、实验结果与分析实验数据如下表所示：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1.PT100铂热电阻的测温精度较高，相对误差在±0.5%以内；2.随着温度的升高，PT100铂热电阻的阻值逐渐增大，与斯特曼方程的描述相符；3.数据采集仪能够准确地采集PT100铂热电阻的温度信号，并将其转换为数字量输出。
五、实验总结与体会通过本次实验，我们了解了PT100铂热电阻的测温原理和方法，并掌握了使用数据采集仪进行温度测量的技能。
传感器参数检定 PT100测温 PT100电阻标定
传感器参数检定—课程设计实验报告学院：机电与信息工程学院年级：2010级专业：测控技术与仪器摘要本文首先简要介绍铂电阻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，通过放大器进行温度信号的转换，将0～300℃温度等价到0～2V电压输出。
本设计采用了四线制铂电阻温度测量电路，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℃～300℃范围内准确测量。
关键词：PT100 温度测量仪用放大器AbstractThis 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 Amplifier, In addition, it designs a clock circuit modules to achieve real-time measurement of temperature.It can still improve the perform used four-wire temperature circuit and reduce the measurement eror.Keywords:PT100 Temperature Measures Instrument amplifier前言热电偶是目前接触式测温中应用十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。
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
Pt1000热电阻温度测量
1 工作原理本系统可以分为五大部分：热电阻温度采集、运行状态显示、继电器控制、键盘输入、风向步进电机控制。
2.1 热电阻温度采集热电阻传感器以其温度特性稳定、测量精图1 Pt1000热电阻温度测量电路度高的特点，在大型中央空调得到了广泛的应用。
采用Pt1000热电阻作为温度传感器的测量电路原理图如图1 所示。
热电阻Rt 与三个电阻接成电桥。
当温度变化时，使得运算放大器的同相输入端的电位发生变化，经过运算放大器放大之后输入到Atmega16单片机进行AD 转换。
由于单片机采用5V 电压作为ADC 的参考电源，而电桥在温度变化为0～100°C 时，输出电压范围为0～0.7V ，所以确定运算放大电路的放大倍数为7,以获得最佳的测量结果。
运算放大电路的电阻按以下公式确定：71045==iu u R R ＋ 456//R R R =取Ω===860,1,6645R k R k R 。
输出电压变化范围大致是0～5V 。
由于ADC 的转换精度为10,故当输入电压为5V 时，其采样值为1023,根据电桥平衡原理，可得到以下公式：)21(1023750-+•=•t t R R R U N V （1） 其中，N ——ADC 数据寄存器的值，U ——电桥电源电压，0R ——Pt1000在0°C 时的电阻1000Ω。
Pt1000热电阻的阻值按以下公式计算：:)1(20t B t A R R t ⋅+⋅+= （2）Rt ——温度为t 时铂热电阻的电阻值，Ω；t ——温度，℃；0R ——Pt1000在0°C 时的电阻1000Ω。
A ——分度常数，A ＝0.00728B ——分度常数，B ＝-0.000000626用Visual 根据以上公式（1）、（2）生成用N 来查找温度t 的程序表格，其代码如下：Private Sub Pt1000()Me .Cursor = Cursors.WaitCursortxtTab.Clear()Dim U As Integer = 9 '电桥电源电压'热电阻0度时的电阻值Dim Pt1000_R0 As Integer = 1000Dim n As IntegerDim sngT As SingleDim sngRt As SingletxtTab.AppendText("const float Pt1000Tab[]={" & Chr(13) & Chr(10))For n = 0 To 1023sngRt = (10000 * n + 7161000 * U) / (7161 * U - 10 * n)sngT = (-const_A + Sqrt(const_A ^ 2 - 4 * const_B * (1 - sngRt / Pt1000_R0))) / (2 * const_B) If n < 1023 Then txtTab.AppendText(Format(Abs(sngT), "0.0") & ", /* " & n & " */")Else txtTab.AppendText(Format(Abs(sngT), "0.0") & " /* " & n & " */" & Chr(13)& Chr(10) & "};")End IfIf n Mod 5 = 0 ThentxtTab.AppendText(Chr(13) & Chr(10))End IfNexttxtTab.SelectAll()txtTab.Copy()Me .Cursor = Cursors.DefaultEnd Sub生成的程序常数表格（1024个值）部分如下：const float Pt1000Tab[]={0.0, /* 0 */ 0.1, /* 1 */0.2, /* 2 */0.2,……63.4, /* 696 */63.5, /* 697 */……99.3, /* 1022 */99.4 /* 1023 */};2.2 运行状态显示本系统采用一块16×4的字符型液晶模块，这种类型的LCD应用很广泛，其控制驱动主芯片为HD44780及其扩展驱动芯片HD44100（或兼容芯片），少量阻、容元件，结构件等装配在PCB板上而成。
实验3 温度传感器特性实验
实验3 温度传感器特性实验【实验目的】1、研究Pt100铂电阻、Cu50铜电阻的温度特性及其测温原理。
2、研究比较不同温度传感器的温度特性及其测温原理。
3、掌握单臂电桥及非平衡电桥的原理，及其应用。
4.研究热电偶的温差电动势。
5.、学习热电偶测温的原理及其方法。
【实验仪器】九孔板，DH-VC1直流恒压源恒流源，DH-SJ5型温度传感器实验装置，数字万用表，电阻箱。
【实验原理】1、Pt100铂电阻的测温原理金属铂(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。
2、Cu50铜电阻温度特性原理铜电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。
铜电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。
3.热电偶测温原理热电偶亦称温差电偶，是由A、B两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。
当两个接点处于不同温度时，在回路中就有直流电动势产生，该电动势称为温差电动势或热电动势。
当组成热电偶的材料一定时，温差电动势Ex 仅与两接点处的温度有关，并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式：E X ≈α( t-t 0 ) （1）式中α称为温差电系数，对于不同金属组成的热电偶,α是不同的，其数值上等于两接点温度差为1℃时所产生的电动势。
t 为工作端的温度，t0为冷端的温度。
为了测量温差电动势，就需要在图中的回路中接入电位差计，但测量仪器的引入不能影响热电偶原来的性质，例如不影响它在一定的温差t-t 0下应有的电动势E X 值。
传Pt100温度传感器
传感器原理与应用Pt100温度传感器实验名称：Pt100温度传感器一、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.学习了解PT100随温度变化特性.3.熟悉仿真软件的使用及调试.4.了解温度传感器的转换电路及放大电路的实现与计算.二、实验内容设计电路图，进行Pt100温度传感器的测量。
实现输出电压范围为：-4V~3.5V ，测量的温度范围为：0~100（摄氏度），并且记录实验结果，每隔5摄氏度测量一个电压值，并且绘制成曲线图图。
三、实验原理1. 铂热电阻的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的作用下，铂电阻丝的电阻值随着温度的变化而变化。
它的阻值与温度的关系近似线性，其特性方程为当-200℃≤t ≤0℃时： 230R 1(100)t R At Bt C t t ⎡⎤=+++-⎣⎦（2–1） 当0℃≤t ≤960℃时： 20R (1)t R At Bt =++ （2–2） 式中R t ——温度为t ℃时铂热电阻的阻值，单位为Ω；0R ——温度为0℃时铂热电阻的阻值，单位为Ω；A 、B 、C ——温度系数，它们的数值分别为3023.9080210(1/)A C -=⨯， 705.80210(1/)B C -=-⨯，12044.2735010(1/)C C -=-⨯。
PT100的R0为100Ω，在温度为0——100的变化范围内，阻值变化为100——138.5Ω.2. PT100设计参数在 0－650℃以内，它的电阻 Rt 与温度 t 的关系为：Rt=R0[1+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t]，式中：R0系温度为 0℃时的电阻值。
A=3.9684*10e(-3)／℃，B=-5.847*10e(-7)／℃，C=-4.22*10e(-12) ／℃。
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。
- 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)。
传感器pt100热电阻测温实验
利用导体电阻随温度变化这一特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
常用铂电阻测温范围在0-630.74℃以内，电阻R:与温度t的关系为
R=R(1+At+Bt2)。
其中R。
是温度为0℃时的电阻。
本实验R=100℃，A=3.9684×102/℃，B=一5.847×107/℃2，铂电阻内部引线方式有
两线制、三线制和四线制三种，本实验是三线制连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。
三线制可以减小热电阻与测量仪表之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。
当测错、读错、记错以及实验条件未达到预定要求而匆忙实验等,都会引起粗大误差,粗大误差是一种显然与实际值不符的误差,含有
粗大误差的测量值称为坏值或异常值,在处理数据时应别除掉。
由于
同一条件下测量次数并不多因此采用肖维勒准则判定坏值。
即当实验数据不满足公式(x- GNS) xi (X+GNS.S)时,则该数据为坏值应别除掉。
其中G,为肖维勒准则系数(当n=6 时G=1.73),S为样本标准偏差,计
算公式为Σ(x -m-1由表1实验数据可计算出各温度下六次测量数据的平均值文,再根据标准偏差公式计算出S,即可求得粗大误差范围。