pt100溫度傳感器的工作電路及原理與pt100溫度傳感器的檢定點選擇

　　pt100溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號轉(zhuǎn)換器主要由測量單元、信號處理和轉(zhuǎn)換單元組成（由于工業(yè)用熱電阻和熱電偶分度表是標(biāo)準(zhǔn)化的，因此信號轉(zhuǎn)換器作為獨立產(chǎn)品時也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)場總線功能。

　　溫度是自然界中和人類打交道最多的物理參數(shù)之一，無論是在生產(chǎn)實驗場所，還是在居住休閑場所，溫度的采集或控制都十分頻繁和重要，而且，網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程采集溫度并報警是現(xiàn)代科技發(fā)展的一個必然趨勢。 由于溫度不管是從物理量本身還是在實際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫傳感器就會相應(yīng)產(chǎn)生。

　　由于PT100熱電阻的溫度與阻值變化關(guān)系，人們便利用它的這一特性，發(fā)明并生產(chǎn)了PT100熱電阻溫度傳感器。它是集溫度濕度采集于一體的智能傳感器。溫度的采集范圍可以在-200℃～+850℃，濕度采集范圍是0%～100%。

　　pt100溫度傳感器的工作電路工作原理

　　PT100是一種正溫度系數(shù)的熱敏電阻。說到什么是正溫度系數(shù)？就必須要結(jié)合負(fù)溫度系數(shù)來講了。隨著溫度的升高，電阻的阻值變大，就是正溫度系數(shù)的熱敏電阻，相反，如果隨著溫度的升高，電阻的阻值變小，就是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。

　　PT100之所以應(yīng)用很廣泛，不僅是因為它可以測的溫度范圍寬（零下幾十度到零上幾百度），還因為它的線性度非常好。“線性度”，說的直白一點就是溫度每變化一度，電阻的阻值升高的幅度是基本相同的。這樣，就大大的簡化了我們的程序。

　　不過，PT100也有它的缺點，就是溫度每上升一度，阻值變化太小了，只有0.39歐姆。這樣就需要硬件上提供高精度低噪聲的轉(zhuǎn)換。

　　網(wǎng)上流傳有很多電路，很多電路其實都是不能當(dāng)作產(chǎn)品用的。下面給大家提供一種高精度的電路，就是成本有些高，不過品質(zhì)好。

　　對于測溫電路，其實有很多可以值得研究的地方，小電路有大智慧。比如，你可以一眼就看出來這個電路不能測零下的溫度嗎？你可以計算出來這個電路可以測量的溫度范圍是從多少度到多少度嗎？你可以修改這個電路，讓它可以測到你所需要的溫度范圍嗎？如果把反相（-IN）和同相（+IN）兩條線調(diào)換，后果如何？

　　看看，你覺得電路簡單，那么上面的問題都可以回答嗎？

　　電路解釋：

　　越簡單的電路，穩(wěn)定性就越好。該電路中的四個電阻都需要用0.1%精度的。電路只用了一個電橋和一個差分放大器。R2 R3 R4與PT100組成電橋電路，REF3030為電橋電路提供標(biāo)準(zhǔn)的3.00V電壓。AD623用一個2K的放大反饋電阻精確的把電橋的壓差放大51倍。（為什么是51倍，詳見AD623的datasheet）

　　PT100接法：

　　細(xì)心的小伙伴，會研究一下PT100的接法。PT100一般有兩線和三線的傳感器。因為線本身肯定有電阻，而上面也提到過，每變化一度，PT100只變化0.39歐姆，那么如果PT100的線很長的話，電阻就越大，線不同，電阻就不同，就肯定會大大的影響測出來的結(jié)果。所以，你現(xiàn)在就可以理解了，兩線制的PT100，只適合短距離的應(yīng)用。長距離的應(yīng)用，就要用三線制。再讓我們看看三線制是如何把電線上的電阻影響排除的。算了，還是下篇再講吧，這個要畫幾個圖才講的清楚，時間不早了，懶得畫了。

　　測溫范圍：

　　假設(shè)現(xiàn)在是0度，那么PT100的阻值就是100歐姆，在電路中的話，電橋的壓差就是0V，所以最后也是0V，也就是測到0V的話，就是0度。假設(shè)現(xiàn)在零下一度了，PT100的阻值就小于100歐了，同相的電壓就會比反相的電壓小，得到的電壓永遠(yuǎn)就0V了，所以這個電路就測不到0度以下。

　　AD623最大輸出3.3V電壓，3300/51=64.7mV，也就是說，電橋的壓差，最大只能是64.7mV，再大的壓差，AD623的輸出也最大是3.3V了。反相臂的電壓，固定是（3000/2100）*100=142.86mV，那么同相臂的電壓最大只能是142.86+64.7=207.56mV，對應(yīng)PT100的電阻就等于207.56/（（3000-207.56）/2000）=148.66歐姆。

　　然后再查表，就可以看出，最大測溫點差不多就是個127度。所以這個電路的測溫范圍就是0~127度。

　　pt100熱電偶溫度傳感器的檢定點的選擇與檢定方法

　　Pt100檢定點選擇與基本方法

　　1、各等級Pt100的檢定點，均應(yīng)選擇0℃和100℃，并檢查實際電阻溫度系數(shù)a的符合性；

　　2、當(dāng)△a不符合要求時，應(yīng)進(jìn)行表1中相應(yīng)允差等級有效溫度范圍的上限（或下限）的溫度的檢定；

　　3、Pt100和二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的電阻值測量，均應(yīng)采用四線制測量方法；

　　4、校驗Pt100時通過熱電阻電流應(yīng)不大于1mA，宜選用符合測量準(zhǔn)確度要求的數(shù)字多用表；鉑電阻的辦法，交替重復(fù)不少于4次（包括電流換向），分別取平均值作為測量結(jié)果。

　　R0（溫度為0℃時的電阻值）的檢定

　　1、在冰點槽（或具有0℃的恒溫槽，偏差不超過±0.2℃）中，分別測量Pt100的電阻值與二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計測量的溫度，比較和計算其0℃的偏差值±△t0；

　　2、保護(hù)管可以拆卸的熱電阻，應(yīng)放置在內(nèi)徑略大于感溫元件直徑的玻璃試管中，管口用脫脂棉或木塞塞緊后，插入冰水充分混合的冰點槽內(nèi)，插入深度應(yīng)不小于30mm；

　　3、保護(hù)管不可拆卸的Pt100熱電阻，可直接插入介質(zhì)中，檢定時測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定所方可讀數(shù)；

　　4、如果使用0℃恒溫槽，Pt100熱電阻應(yīng)有足夠的插入深度，盡可能減少熱損失；

　　5、檢定AA級以上的Pt100熱電阻，為減小測試不確定度，宜在水三相點瓶中測量。

　　R100（溫度為100℃時的電阻值）和Rt（溫度為t℃時的電阻值）的檢定

　　1、在100℃的恒溫槽中測量Pt100熱電阻R100的電阻值，并與二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計測量的溫度進(jìn)行比較，計算其100℃的偏差值△t100；

　　2、可拆卸Pt100熱電阻的Rt檢定與R0的檢定一樣，將感溫元件放置在玻璃試管中（檢定溫度高于400℃應(yīng)放置在石英試管中）；

　　3、插入恒溫槽并保證足夠的插入深度，待熱平衡后繼續(xù)增加插入深度l0mm，重新達(dá)到熱平衡后電阻值的變化，應(yīng)不超過允許誤差的5%；

　　4、當(dāng)溫度t高于500℃，熱電阻應(yīng)以小于1℃/min的速率隨槽冷卻至0℃后，再從控溫槽中取出；

　　5、恒溫槽的檢定點溫度應(yīng)不超過±2℃，且10min之內(nèi)變化應(yīng)不超過±0.02℃。

　　工業(yè)Pt100熱電阻允許誤差表

　　R0和R100電阻值的合格判斷

　　1、在有效溫度范圍內(nèi)，熱電阻的電阻值通過分度表查算出的溫度t與真實溫度的最大偏差，應(yīng)不超過上表給定的允差值。

　　2、Pt100（0℃時電阻值為100的鉑電阻）和Cu100（0℃時電阻值為100的銅電阻）標(biāo)稱值及符合允差要求的R0和R100范圍見下表。