pt100热电阻测温

实验一 Pt100热电阻测温实验报告

一、 实验原理：

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Rt与温度t的关系为Rt=Ro(1+At+Bt2)。其中Ro是温度为0℃时的电阻。本实验Ro＝100℃，A＝3.9684×10－2／℃，B＝－5.847×10－7／℃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。 二、 实验数据：

表1 Pt100热电阻测温实验数据

三、 数据处理： 1、坏值剔除

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，在处理数据时应剔除掉。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

（ ）≤ ≤（ + ）

时，则该数据为坏值应剔除掉。其中 为肖维勒准

PT100热电阻计算与分度表

丹东鸭绿江敏感元件有限公司 http://www.ddsk.com/cpzs.asp

概述：

该产品执行DIN44081、DIN44082标准，体积小、灵敏度高、寿命长。用于超温保护的场所，可以单支或多支串联与电机保护器配合使用。传感器测温端安装在设备中需要测温的位置，引线接至电机保护器的信号输入端，当温度接近绝缘耐热等级温度时，输入电阻值达到电机保护器动作阀值，保护器断开电路实施保护。

技术数据：

控制温度范围为TK60℃～TK180℃。控制温度TK每间隔5℃设定一种规格。一至六芯都可生产。

在单片机读取A／D转换后的BCD码时，为了避免读取不正确数值，在软件编程时采用对数据多次采样的方法，即在一定的时间内，连续读取BCD码，全部为一样的数值时才作为正确的数值接收，否则视为不正确数值而被忽略，这样可以有效地保障在显示器上输出的温度值连续变化，而不发生干扰性的跳动。由于PT100铂热电阻的阻值随温度的变化为非线性的，所以在软件编程时进行了线性拟合，阻值(R)与温度(T)的关系式为T=2.469R+27.2，其中电阻R的单位是Ω；T的单位是K。

热电偶/热电阻的区别基础知识 2009-

PT100热电阻计算与分度表

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概述：

该产品执行DIN44081、DIN44082标准，体积小、灵敏度高、寿命长。用于超温保护的场所，可以单支或多支串联与电机保护器配合使用。传感器测温端安装在设备中需要测温的位置，引线接至电机保护器的信号输入端，当温度接近绝缘耐热等级温度时，输入电阻值达到电机保护器动作阀值，保护器断开电路实施保护。

技术数据：

控制温度范围为TK60℃～TK180℃。控制温度TK每间隔5℃设定一种规格。一至六芯都可生产。

在单片机读取A／D转换后的BCD码时，为了避免读取不正确数值，在软件编程时采用对数据多次采样的方法，即在一定的时间内，连续读取BCD码，全部为一样的数值时才作为正确的数值接收，否则视为不正确数值而被忽略，这样可以有效地保障在显示器上输出的温度值连续变化，而不发生干扰性的跳动。由于PT100铂热电阻的阻值随温度的变化为非线性的，所以在软件编程时进行了线性拟合，阻值(R)与温度(T)的关系式为T=2.469R+27.2，其中电阻R的单位是Ω；T的单位是K。

热电偶/热电阻的区别基础知识 2009-

目 录

摘 要 ................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................. II 1 绪论 ................................................................................................................................. 1

1.1 课题背景 ......................................................................................................

Pt100热电阻的测温电路

[摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。

温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。

[关键字] 传感器 Pt100热电阻 温度测量

目录

1 前言??????????????????????????????4 1．1 传感器概况??????????????????

Pt100热电阻的测温电路

[摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。

温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。

[关键字] 传感器 Pt100热电阻 温度测量

目录

1 前言??????????????????????????????4 1．1 传感器概况??????????????????

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=0.00390802；B=-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

摘 要

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温传感器就会相应产生。由于PT100热电阻的温度与阻值变化关系，人们便利用它的这一特性，发明并生产了PT100。它是集温度湿度采集于一体的智能传感器。温度的采集范围可以在-200℃～+200℃，湿度采集范围是0%～100%。

。

关键词：检测装置 Pt100温度传感器 采集范围

ABSTRACT

The national standard GB7665-87 on the sensor under the definition is: " to b

一Pt100 的高精度测温方法

1.在工业生产过程中，温度一直都是一个很重要的物理参数，温度的检测和控制直接和安 全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系，因此在国民经济的各 个领域中都受到了人们的普遍重视。温度检测类仪表作为温度测量工具，也因此得到广泛应 用。

由于传统的温度测量仪器响应慢、精度低、可靠性差、效率低下，已经不能适应高速发 展的现代化工业。随着传感器技术和电子测量技术的迅猛发展，以单片机为主的嵌入式系统 已广泛应用于工业现场，新型的电子测温仪器不仅操作简单，而且精度比传统仪器有很大提 高。目前在工业生产现场使用最广泛的温度传感器主要有热电偶和热电阻，例如铂热电阻 Pt100就是使用最广泛的传感器之一。

2. Pt100 的特性

铂电阻是用很细的铂丝(Ф0.03～0.07mm)绕在云母支架上制成，是国际公认的高精度测 温标准传感器。因为铂电阻在氧化性介质中，甚至高温下其物理、化学性质都非常稳定，因 此它具有精度高、稳定性好、性能可靠的特点。因此铂电阻在中温(-200～650℃)范围内得到

广泛应用。目前市场上已有用金属铂制作成的标准测温热电阻，如Pt100、Pt500、Pt1000等。

它的电阻—温度关系的线性度非常好，

热电阻型号命名方法■ 装配热电阻型号命名方法： 型号 W Z P 感温材料 C 无 偶丝对数 2 1 2 3 安装 4 5 6 形式 7 8 9 2 接线盒形式 3 0 保护管直径 1 G WZP2-231 G 型号示例 工作端形式 ￠12 变截面 防水式 ￠16 直形管接头式 固定螺纹管接头式 活动螺纹管接头式 防喷式 固定 活动法兰 活络管接头式 固定螺纹锥式 双支 无固定装置 固定螺纹 固定法兰 C铜 单支 说明 温度仪表 热电阻 P铂■ 铠装热电阻型号命名方法： 型号 W Z P 感温材料 K 无 偶丝对数 2 1 安装 2 3 4 形式 5 2 接线盒形式 3 防水式 活动卡套法兰 防喷式 固定 固定卡套螺纹 活动卡套螺纹 固定卡套法兰 双支 无固定装置 说明 温度仪表 热电阻 P铂 铠装式 单支

6 7 9 3 4 5 6 8 WZPK2-236G 型号示例 直径圆接插式 扁接插式 补偿导线式 ￠3 ￠4 ￠5 ￠6 ￠8■ 防爆热电阻型号命名方法：型号 W Z P 感温元件材料 C 无 偶丝对数 2 1 2 3 安装 4 5 6 形式 7 8 9 4 0 保护管直径 1 G 工作端形式 固定说明 温度仪表 热电阻 P铂 C铜 单支