Pt100铂热电阻-绍兴文理学院本科教学质量工程网.PDF

Pt100 热电阻 设计原理： Pt100 是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT 后的100 即表示它在0℃时 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，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。 应用范围： 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。 组成的部分 常见的Pt100 感温元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它们是由铂丝分别绕在陶瓷 骨架，玻璃骨架，云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成 薄 铂电阻：用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上，膜厚在2 微米以内，用玻 璃烧结料把Ni （或Pd）引线固定，经激光调阻制成薄 元件。 Pt100 温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，主要技术参数如下： 测量范围：-200℃～+850℃； 允许偏差值△℃：A 级±（0.15＋0.002 │t │）， B 级±（0.30＋0.005 │t │）； 最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm； 允通电流 ≤ 5mA。 另外，Pt100 温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。 应用领域 铂热电阻的线性较好，在0~100 摄氏度之间变化时，最大非线性偏差小于0.5 摄氏度。 宽范围、高精度温度测量领域。如：轴瓦，缸体，油管，水管，汽管，纺机，空调，热水器 等 小空间工业设备测温和控制。 汽车空调、冰箱、冷柜、饮水机、咖啡机，烘干机以及 中低温干燥箱、恒温箱等。供热/制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量和工业领域测 温和控制。 常用电路图 R2、R3、R4 和Pt100 组成传感器测量电桥，为了保证电桥输出电压信号的稳定性，电桥的 输入电压通过TL431 稳至2.5V。从电桥获取的差分信号通过两级运放放大后输入单片机。 电桥的一个桥臂采用可调电阻R3，通过调节R3 可以调整输入到运放的差分电压信号大小， 通常用于调整零点。 放大电路采用LM358 集成运算放大器，为了防止单级放大倍数过高带来的非线性误差， 放大电路采用两级放大，如图 5.1 所示，前一级约为10 倍，后一级约为3 倍。温度在0~100 度变化，当温度上升时，Pt100 阻值变大，输入放大电路的差分信号变大，放大电路的输出 电压Av 对应升高。 注意：虽然电桥部分已经经过TL431 稳压，但是整个模块的电压VCC 一定要稳定，否 则随着VCC 的波动，运放LM358 的工作电压波动，输出电压Av 随之波动，最后导致A/D 转 换的结果波动，测量结果上下跳变。 铂热电阻阻值与温度关系为： 式中，A=0B=-0.000000580；C=0.0000000000042735。可见Pt100 在常温0~100 摄氏度之间变化时线性度非常好，其阻值表达式可近似简化为：RPt=100 （1+At），当温度 变化1 摄氏度，Pt100 阻值近似变化0.39 欧。 Pt100 的分度表 （0℃~100℃） 程序处理 一般在使用PT100 的温度采集方案中，都会对放大器LM358 采集来的模拟信号AV 进 温度采样，即进 A/D 转换。 A/D 处理包括两方面内容，一是A/D 值的滤波处理，二是A/D 值向实际温度转换。由 于干扰或者电路噪声的存在，在采样过程当中会出现采样信号与实际信号存在偏差的现象， 甚至会出现信号的高低波动，为了减小这方面原因造成的测量误差，在实际采样时采样 18 个点，然后再除去其中偏差较大的两个点，即一个最大值和一个最小值，再对剩余的16 个 点取均值，这样得到的A/D 转换结果比较接近实际值。 在对数值进行滤波操作之后，还要将 A/D 值转换为温度，常用的两种方法为查表法和 公式法：查表法比较麻烦，而且精度也不高，适合于线性化较差的 NTC 温度传感器；公式 法比较简单，只需要确定比例系数K 和基准偏差B 即可，适合于线性化较好的传感器 温度转换的C 语言实现过程为： T = (ADC_data * K) –B; //换算成温度值。 得到温度后，一般还会对被控对象根据实际温度和目标温度进行实时的控制，要又要 计到控制算法，如：模糊控制、PID 调节等。