PT100温度传感器测量电路.docx

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1、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拟好的伯丝热电阻传感器,可以工作在-200*C至650的范围.本电路选择其工作在T9C至500*C范围。整个电路分为两局部，一是传感器前置放大电路，一是单片机A/D转换和显示，限制，软件非线性校正等局部。前置放大局部原理图如下：工作原理：传感器的接入特别简洁，从系统的5V供电端仅仅通过一支3K92的电阻就连接到PTlOO这种接法通常会引起严峻的非线性问题,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.依据PTlOO的参数，其在OC到500C的区间内，电阻值为100至280.9,我们依据其串联分压的揭露

2、，运用公式:Vcc/(PT100+3K92)*PTlOO=输出电压(mV),可以计算出其在整百C时的输出电压，见下面的表格:,CPTlOO阻值Q传感两端电压BV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PTlOO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，必需对传感器的原始输出电压进展放大，计算公式为：(500/1023*Vcc)/传感器两端电压(mVC),(VCC=系统供电=5V),可以得到放大倍数为10.466o关于放大倍数的说明：有热心的用户挚友询问，依据(500/1023*VCC)/传感器两端电压不能得到10.466的结果，而是得到I1.635的结果

3、。事实上，500个字的志向值是无法靠电路木身FI然得到的，H然得到的数字仅仅为450个字，因此，公式中的500eC在实际计算时的取值是450而不是500450/1023*5/(0.33442-0.12438)10.47。其实，计算的方法有多种，关键是要依据传感器的mV/C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*1.111711.639499,这样,热心挚友的计算结果就吻合了。运算放大器分为两级，后级固定放大5倍(原理图中12K3K+1=5),前级放大为：10.465922/5=2.0931844倍,为了防止调整时的元器件及其他偏差，运用了一只精微小调电位器对放大

4、倍数进展细调，可以保证比拟精确地调整到所须要的放大倍数(原理图中10K(8K2+Rw)+l).通常，在温度测量电路里，都会有一个“调零”和另一个“调满度”电位器，以便利调整传感器在“零度”及满度”时的正确显示问题。本电路没有采纳两只电位器是因为只要“零度”调整精确了,就可以保证整个工作范围的正确显示，当然也包括满度时的最大显示问题了:那么，电路中对“零度”是如何处理的呢？它是由单片机程序中把这个“零度”数字干脆减掉就是了，在整个工作范围内，程序都会自动减掉“零度”值之后再作为有效数值来运用。当供电电压发生偏差后，是否会引起传感器输入的变更进而影响精确度呢？供电变更后，必定引起流过传感器的电流发

5、生变更，也就会使传感器输出电压发生变更。可是，以此同时，单片机的供电也是在同步地承受到这种供电变更的，当单片机的A/D基准运用供电电压时，就意味着测量基准也在同步同方向发生变更，因此，只要参数选择得当，系统供电的变更在20%之内时，就不会影响测量的精确度。（通常单片机系统并不允许供电有过大的变更，这不仅仅是在温度测量电路中的要求。）后级单片机电路的原理图如下：t2K，哪X7E7人及I阳WVCFWAM6用“AN7P*UiPFOPMPiKlNTrSClPvT力FA5MTPA411MRFAN3PB2JM2PBtlANIPC2PClPCO.从传感器前置放大电路输出的信号，就送入到rr16R23的A/D

6、转换输入端口(PBO/ANO),由堆片机去进展各种必需的处理。首先是进展软件非线性校正，把输入信号依据不同的温度值划分为不同段，再依据其所在的段分别乘以不同的补偿系数，令其与理论值尽量接近，经过非线性校正的数字，才被送去进展显示，比拟用户设定的限制值等等。各段的非色性补偿系数见以下表格(仪仅列出主要段的数据,非全部表格内容)：传感电压nV内部AD读数校正系数供电电阻=3K921%供电电压=5.000Vl%木电路还有一个特点，就是用户可以在工作范围内，随意设定3个超限限制值。当测量显示值大于设定值的时候，对应的限制端口就会输出高电平。利用这个高电平信号，再外接一级三极管驱动继电器的电路，就可以实

7、现闩动限制。在某一个限制端口输出高电平的同时，与之串联的1.ED发光管会同时点亮，以便提示运用者是哪一个设定值在输出限制信号。电路中的24C02是电存储器，可以把运用者设定的限制值牢奉地保存起来，即使掉电也不会丢失数据。电路图中还有3只按键，它们分别是“设定”、“加置数”和“减置数操作按键，用于运用者进展超限值的设置。运用方法如下：按动一下设定键，屏幕显示“1一”，表示现在进入第一个超限值的设置，三秒后屏幕自动跳转到显示“*并闪耀（*代收原来电存储器里储存的超限数值），然后，按压加数键（或减数键），屏幕上的最低位的数字就会加一（或减-），假如按住按犍三秒以上不放开，屏幕上的前两位数字就会快速进

8、展加数（或减数）。把屏幕上的数字调整到所须要的数字后，这个超限值就设置完成了。接着，再按动一下设定键屏幕显示“2，表示现在进入其次个超限值的设置，三秒后屏幕自动跳转到显示“*并闪辘.，接下来的操作与第一个超限值的操作完全一样。第三个超限值的设置与上面两个完全一样。当设置好3个超限值之后，还必需最终按动一下设定键，退出设定状态而返回正常工作状态。假如遗忘了这最终一次按动退出的操作，程序就会等待10秒之后，自动返回正常工作状态。简易调试方法:可以运用100Q的电阻来模拟PTlOO在OC的阻值，接入传感器输入端，看看显示是否=OOO,假如不对，可以调整微调电位器来到达;然后用一只281Q的电阻来模拟

9、PTlOO在500时传感器的电阻值，显示应当在500字1字；最终，运用一只194Q的电阻来代替250C传感器电阻输入,应当显示250l字.假如经过上面调试没有问题，就可以接入真正的PTlOO传感器投入运用了.（真正的传感器也有误差，可以微调一下前置放大的电位器来校正它。）在实际工作中，要求电路的供电电压为5V5%.假如测量显示值大于某一个超限值，对应的限制端口就会马上输出高电平。假如传感器发生开路故障，显示就会出现HHH,假如传感器及其引线发生了短路，显示就会马上出现1.1.1.为了防止传感器出现开路或者短路之后可能会引起的不良后果，这时候，3个限制输出端口都会优先关闭。PTloo温度传感器的

10、接线方式PtlOO,就是说它的阻值在0度时为100欧姆，PTloO1度传感器是一种以钠(Pt)作成的电阻式温度传感器,屈于正电阻系数，其电阻和温度变更的关系式如卜.：R=Ro(I+QT)PtlOO温度传感器的主要技术参数如下：测量范围：-200+850七；允许偏差值：A级士(0.15+0.002ItI),B级士(0.30+0.005ItI):热响应时间另外，Pt100温度传感器还具有抗振动、稔定性好、精确度高.、耐高压等优点。PTlOO温度传感器三根芯线的接法BTloO钳电阻传感器有三条引线,可用A、B、C1或黑、红、黄)来代表三根线,三根线之间有如下规律：A与B或C之间的阻值常温下在110欧

11、左右,B与C之间为0欧,B与C在内部是直通的,原那么上B与C没什么区分.仪表上接传感器的固定端子有三个：A线接在仪表上接传感器的一个固定的端子.B和C接在仪表上的另外两个固定端子，B和C线的位置可以互换,但都得接上，。假如中间接有加长线,三条导线的规格和长度要一样。热电阻的3线和4线接法：是采纳2线、3线、4线，主要由使(选)用的二次仪表来确定。一般显示仪表供应三线接法，PTlOO一端出一颗线，另一端出两颗线，都接仪表，仪表内部通过桥抵消导线电阻。一-般P1.C为四线，每端出两颗线，两颗接P1.C输出恒流源，P1.C通过另两颗测量PTlOo上的电压，也是为了抵消导线电阻，四线精确度最高，三线也

12、可以，两线最低，详细用法要考虑精度要求和本钱PTlOO温度传感器产品特征1、不锈钢套管封装，经久耐用2,活动螺丝固定，运用便利3,依据国际IEC751国际标准制造，即插即用4、多种探头尺寸可选、适应面广5、高精度、高稳定、高灵敏6、外形小巧,经济好用特性指标测温范围：-200-400-1C探头长度：5cmlOcm./15cm20cn探头直径：511ra电网变更：0.3851Q/C安装方式：活动螺丝固定螺丝规格：引线长度：一般2米，可订制长度（专用引线）引线接法：三线式接线方式：接线叉套管材质：不锈钢传感器件：PT（珀）PTlOO温度传感器采纳三线式接法的缘由，PTlOO温度传感器OC时电阻值为

13、100Q,电阻变更率为0.3851Q/C。由于其电阻值小，灵敏度高，所以引线的阻值不能忽视不计，采纳三线式接法可消退引线线路电阻带来的测量误差，原理如下：PTlOO引出的三根导线截面积和长度均一样（即rl=r2=r3）,测量铜电阻的电路一般是不平衡电桥，销电阻（RPI100）作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根（rl）接到电桥的电源端，其余两根（r2、r3）分别接到柏电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样两桥臂都引入了一样阻值的引线电阻，电桥处于平衡状态，引线线电阻的变更对测量结果没有任何影响当Rlx(R4r2*r3)-R2(Rp!100*r2+r1)电桥平衡，U=O尺寸图:接线图Ipoo选型图

14、，当祖ICo受温变化后，电桥不平衡，U知FTlOO-Tin探头长度05:5cm10;IOcm15:15cm20:20cm此温度传感器为通用型产品，即插即用，用户在选型时只须要讲明探头的长度。PTloo原理及分度表电阻式温度传感器(RTD.ResistanceTemperatureDetector)-一种物质材料作成的电阻,它会随温度的上升而变更电阻值,假如它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻保数,假如它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大局部电阻式温度传感器是以金属作成的,其中以柏伊可作成的电阻式温度检测器,最为稳定-耐酸碱、不会变质、相当线性,最受工业界采纳。PT100温度传感器是一种以粕(Pt)作成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,其电阻和温度变更的关系式如下：R=Ro(HaT)其中=000392,R。为100Q（在Oe的电阻值）,T为摄氏温度，因此白金作成的电阻式温度传感器，又称为PTlOotnrO123直TOPmg200零2190220322402,曾21S4211I20OO202-5Iaos1910eM700r.oBT工6HQ!53Z3R24urN424l123.M三T3Z-1703134309130493007