基于Pt100的电子温度表设计.pdf

　第 25 卷第 4 期 杭 州 电 子 科 技 大 学 学 报 Vol. 25 ,No. 4 　 　2005 年 8 月 Journal 　of 　Hangzhou 　Dianzi 　University Aug. 2005 　 基于 Pt100 的电子温度表设计 陈德龙 ,秦会斌 (杭州电子科技大学电子信息学院 ,浙江 杭州 310018) 摘要 :阐述了电子温度表组成部分的基本构成和工作原理。采用铂电阻 Pt100 作为温度传感器件 , 对 Pt100 电阻- 温度曲线关系进行测定 , 由测定结果得出Pt100 的电阻 - 温度函数关系。利用铂电 阻的温度 —电阻特性 ,将温度信号直接转化为电信号 ,再通过单片机控制程序 ,将电信号转化为数 字信号 ,再将其温度值在显示器上显示出来 ,从而实现对于温度的测量。电子温度计的检测范围 为 - 40 ℃～120 ℃。 关键词 :单片机 ; 铂电阻 ; 电子温度表 ( ) 中图分类号:TN202 　　　　　文献标识码 :A 　　　　　文章编号 :1001 - 9146 2005 04 - 0042 - 04 0 　引　言 传感器属于信息技术的前沿尖端产品 ,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活 等领域 ,数量高居各种传感器之首。无论在工业、农业、科学研究、国防和人们日常生活的各个方面 ,温 度测量和控制都是极为重要的课题。随着电子技术和材料科学的发展 ,对各种新型的热敏元件及温度 传感器要求结构先进、性能稳定 , 以满足对温度测控技术提出的越来越高的要求[1 ] 。本次设计的主要目 的是设计出价格低廉的而精度相对较高的民用的基于单片机的电子温度表 ,所以在设计产品方案时 ,重 点考虑元器件价格、功耗以及精度等诸多方面问题。 1 　系统组成原理 电子温度表中温度感应模块将温度变化转化为电量变化,通过 AD 转换得到数字量 ,传输至单片机 控制模块进行处理 ,最后处理后的温度数据通过显示模块显示 ,其组成原理图如图 1 所示。 图 1 　电子温度表组成框图 2 　Pt100 电阻—温度曲线的测定 本文采用铂电阻pt100 温度传感器来测量温度的变换。铂电阻温度传感器是利用其电阻与温度成 一定函数关系而制成的温度传感器[2 、3 ] 。由于铂电阻的特性曲线是非线性的 ,标准的电阻与温度关系 ( ) 是以分度表的形式给出的。同时用电阻 —温度多项式函数 R T 表示。在实际测量中 ,本文采用使用温 ( ) 度 —电阻函数 T r 更便于测量与计算。 收稿日期 :2005 - 07 - 01 ( ) 作者简介 :陈德龙 1981 - ,男 ,安徽霍邱人 ,本科毕业生 , 电子科学与技术. 第 4 期 　　　　　　　　　　　陈德龙等 :基于 Pt100 的电子温度表设计 　　　　　　　　　　　　 43 Pt100 铂电阻的测温范围是 - 200 ℃～600 ℃,在 0 ℃时电阻为 100Ω。首先需要测试 Pt100 的温度 — 电阻变化关系,从而得到它们的函数表达式。已知 Pt100 的电阻 —温度关系曲线是非线性的 ,所以必须 采用一种近似。利用现有的条件和尽可能简单的仪器准确测得所需要的数据 ,本文所采用的测试方式 如下 : ( 1) 将所要测量的温度范围划分为 3 段以方便测量。 1) - 40 ℃～27 ℃;