高精度测温电路
设计报告
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一、摘要 (3)
二、测量电路分析 (3)
三、放大电路分析 (5)
四、电路的调试 (8)
五、经费统计 (9)
六、参考文献 (9)
附：实验数据记录与分析
一、摘要
本文介绍一种简单实用的四线制PT100测温电路。运用OP07实现三运放的仪用放大，100倍可调放大，用于测量0℃至80℃的温度。以恒流源为PT100提供电流，通过它的电压变化，反映温度的变化。本文提供电路原理图，并给出了该电路的参数计算公式和电路误差
的调整方法。
关键字：PT100 恒流源四线制仪用放大
Abstract
Thispaper introduces a simple and practical four-wirecircuitPT100 temperature measurement circuit. Use the instrument amplifier with three OP07 chips, 100 times adjustable amplifier.This circuit is used to measure 0 ℃ to 80 ℃ temperature. The constant flow source offers current for PT100.When its voltage changed ,it can reflect the change of temperature. This paper provides the circuit principle diagram, and gives the method to adjusting the error of circuit and provides circuit parameters calculation formula.
Keywords: PT100 constant flow source four-wirecircuit the instrument amplifier
二、测试电路分析
（1）传感器的选择：
热敏电阻与热电偶的选择：
热敏电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定,
一般测温度在-200~800℃。测量精确度最高的铂热电阻不仅应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特
性来测量温度的，热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。
热电偶的特点是测量精度高，因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测
量范围广，常用的热电偶从-50~1600℃均可连续测量。构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
热电偶是一种感温元件,它能将温度信号转换成热电势信号,通过电气测量仪表的配合,就能测量出被测的温度。热电偶测温的基本原理是热电效应。在由两种不同材料的导体A和B 所组成的闭合回路中,当A和B的两个接点处于不同温度T和To时,在回路中就会产生热电势。这就是所谓的塞贝克效应。导体A和B称为热电极。温度较高的一端叫工作端(通常焊接在一起)；温度较低的一端叫自由端(通常处于某个恒定的温度下〉。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电势后,即可知道被测介质的温度。
根据本次实验的要求，测量精度在0.1℃，由于热电偶的测量精度很难超过0.2℃，而热电阻的测量精度要比热电偶高一个数量级，且稳定性好。在振动小而适宜的环境下，可在很长时间内保持在0.1℃以下的稳定性。且本次的实验，测量的是物体空间的平均温度，故将采用Pt100A热敏电阻。Pt100主要用来测量-200℃至+600℃的温度，热敏度
为0.38Ω/℃。国际标准规定的Pt100测量精度允许偏差为：在0℃时A 级的阻值为100±0.06Ω，B 级为100±0.12Ω。市面价格大约在20至30元，能够接受。
（2） 引线方式：
Pt100在测量时需要引出导线，从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种线电阻的变化会给温度测量带来影响，引起连接导线电阻的变化主要有:导线长度的变化,导线接头处接触电阻的变化,重接线引起的电阻变化,还有环境温度的变化以及测量线路中寄生电势等。
目前热敏电阻主要有以下三种引线方式：
二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制。这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r ，r 的大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合
三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的。
四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I ，把R 转换成电压信号U ，再通过另两根引线把U 引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
本次实验采用三线制桥式电路接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。图（1）为稳压电路可以为图（2）提供4.096的参考电压，取代5V 电源，TL431为稳压管。图（2）中以R13代替热敏电阻，当温度为零时输出电压理论值为0V ，随着温度的变化，热敏电阻的电阻发生改变，就引起了压差的变化，由此计算出当前测量的温度。
图（1）
图（2）
三、放大电路分析
本次试验中热敏电阻要测量的温度范围是0℃至80℃，而Pt100的热敏度为0.38Ω/℃，所以热敏电阻阻值的最大变化范围是100Ω至130.4Ω，通过恒流源对其提供
4.0944.7V
I mA K =
Ω
的电流，所以热敏电阻上的压降范围约为87.1mV 至113.6mV,由此考虑放大
电路放大100倍。从电路的性能看，单级放大器的倍数做得太大，稳定性和信噪比就要下降，对信号放大不利。因此往往要采用各种负反馈来改善放大器性能。多级放大器有利于加入各种负反馈，而且可以合理地安排前后各级工作重点，这样有利于获得良好的放大效果，故采用两级放大。一般前级要抑制噪声影响，放大倍数应较小，后续放大再调整到要求的放大倍数。具体放大电路如图（3）所示：其中U1、U2、U3为OP07运算放大器，Rw 和R5为10K 精密可调电阻。
图（3）
首先选定R1,R2为10K 的电阻，设定前级放大为5倍，后级放大20倍。 由关系式：
12020112()w
i i w
R R R U U U U R ++-=
-
可得：2105w
w
K R R ?+=
,解得Rw 约为5K ，所以选择10K 可调电阻，同时也可通过调整Rw
调整放大电路的放大倍数。后级的20倍放大，选择R4、R6为100K 。 由关系式：
4
002013
()R U U U R =
- 可得：R3≈4.7K ，实际放大约为21.3倍。因为电阻的100K 和4.7K 都不是精确值，而后级差动放大的电阻精度要求很严格，必须符合
6
435
R R R R = 所以选择R5为10K 精密可调电阻。综上所述该三运放的总的放大倍数为：
412
3(1)u w
R R R A R R +=-
+。
输入阻抗与共模抑制比：在第二级放大中，输入阻抗不够高，会使输入电压降低，不能有效放大，于是在同相端和反相端加上电压跟随器。在第一级中将这两个电压跟随器改成同相放大器，它对差分增加相同的增益，也对共模信号增加相同的增益，因此，它对原电路的共模抑制比并没有增加。现在引入电阻Rw,取代了原同相放大器接地端上方的两个电阻，整
个差分输入电压现在都呈现在Rw 两端。因为输入电压经过放大后（在A1 和A2的输出端）的差分电压呈现在R1，Rw 和R2这三只电阻上，所以差分增益可以通过仅改变Rw 进行调整。对于该系统的第二级的放大，其共模电压增益Acm 为：
05443356
(1)
cm cm V R R R
A V R R R R =
=-+++ 因为本电路中满足
6
435
R R R R =
，所以共模电压增益Acm 应为零。 其差模增益Ad 为：
05443356
1[(1)]2d t V R R
R A V R R R R =
=-+++ 当
6435R R R R =
时，差模增益43d R A R =。但在实际电路中并不能完全做到6435
R R
R R =，它们的电阻会存在误差，最差的情况下只能满足
6435(1)
(1)(1)(1)
R k R k R k R k +-=+-
对于差模增益，虽然电阻存在误差为k ，但因为k<<1，故差模增益仍为4
23
d R A R =。 可是共模增益为：
()()()()()()()4440343311111111cm cm R k R k R k V A V R k R k R k R k ?
?????-++==?+-??????++---??????
整理可得：
4
34
4cm kR A R R =-
+
所以
2
2120lg |
|4d CMR A K k
+= 对于该系统的第一级放大，其差模增益为
1
112
d w
R A R =+ 综上可知，整个系统的共模抑制比
2112211220lg
4d CMR d CMR A R K A K R k ??
+=?=+? ??
? 由此可以看出，系统的共模抑制比受到电阻的误差影响比较大，所以要选择误差尽量小的电阻，对于相同阻值的电阻要选择同一批次，使其偏差尽量相同或者接近。
失调电流与失调电压：当输入失调电压IO V ，输入失调电流IO I 不为零时，运算电路的输出电压将产生误差。根据IO V 和IO I 的定义，将运放用图（4）来等效，其中的小三角符号内代表理想运放。
图（4）
图（5）
利用戴维宁定理和诺顿定理可将两输入端化简，如图（5）所示。 则：
22IO P IB I V I R ?
?=-- ??
?
()111//2IO N O
IB F IO F I R V V I R R V R R ?
?=--- ?+??
因为VO A 趋于无穷，有P N V V =，则由上两式求出
()()1212111////2f
o IO IB f IO f R V V I R R R I R R R R ????=+
+-++ ????
??
? 将电路中的两输入端均接地，在IO V 、IB I 和IO I 的作用下，产生的输出电压即是绝对误
差。若21//f R R R =，由IB I 引起的误差可以消除。
输出电压变为：
()211f O IO IO R V V I R R ??
=++ ??
?
由上式可见，11f R R ??
+
???
和2R 越大，IO V 和IO I 引起的输出误差电压也就越大。所以，减小误差的办法是选用失调及温漂小的高精度运放，也可以在输入级加调零电位器或在输入端加一补偿电压或补偿电流，以抵消IO V 和IO I 的影响，使O V 为零。在本次实验中，采用恒流源输入，减小偏置电流的影响，另外可调电阻5R 可在输入端全部接地的情况下调节，使输出电压降到最低甚至为零，从而将失调电压和失调电流的影响降到最低。
由OP07的芯片资料可知，OP07的工作电压为±3V ~±18V ，原则上应采用双电源供电，使用单电源供电的时候不会有负电压输出，且不容易调整输出零点。所以对于OP07选择±15V 的双电源供电，±15V 是该芯片的最佳工作电压，能够发挥出该芯片的最佳性能。
四、电路的调试
电路原理图（6）所示：
图（6）1）将Rw 10K精密可调对着数字万用表调节到5K。
2）将R5精密可调调到4.7K左右。
3）根据图（6）连接好电路。
4）将两个输入端接地，用万用表接输出端，调节R5精密可调知道输出电压为零，再把两个输入端都接到同一个信号发生器，信号发生器输出一个小交流电压（几个mV，1KHz），把放大器的输出接到交流毫伏表，再细调R5，使交流毫伏表显示最小值。
5）将PT100的两条引线接到放大器的两个同相端，开始测试。
6）用万用表的红表笔接到测试点1，黑表笔接到测试点2，测得同相输入端的输入电压。
理论应为4.094V。
7）将万用表红表笔接4，黑表笔接3，可测到该温度下PT100两端的电压V1。
8）再将万用表的红表笔接5，黑表笔接6，可测得一级放大后的电压V2,应等于5V1。
9）将万用表红表笔接7，黑表笔接8，可测得二级放大后的电压V3，应等于106.4V1。五、经费统计
六、参考文献
1、电子技术基础.模拟部分康华光主编；华中科技大学电子技术课程组编.5版. 北京
高等教育出版社，2006.1
2、运算放大器电路（日）内山明治，（日）村野靖著，陈镜超（译）；北京科学出版社，
2009.1
3、四线制方向电路修改探讨杜文胜著；铁道通信信号， 2010.3
第28卷第4期 武汉理工大学学报?信息与管理工程版 V o l .28N o .42006年4月 JOU RNAL O F WU T (I N FORMA T I O N &MANA GEM EN T EN G I N EER I N G ) A p r .2006 文章编号:1007-144X (2006)04-0038-03 收稿日期:2005-06-02. 作者简介:张洪昌(1980-),男,山东烟台人,武汉理工大学机电工程学院硕士研究生. 高精度恒温控制电路 张洪昌,田会方,赵 恒 (武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉 430070) 摘 要:常用的温度调节方法有继电式调温、调压器调压调温和电子式(多用可控硅)调压调温等几种。继电式调温依靠继电器的频繁切换来保持温度,它的温度调节比较粗略,精度不高,响声大,使用寿命低。调压法调压的特点是对电网电压影响小,但比较笨重,调节粗糙,精度较低。而可控硅调压调温的特点是体积小、无噪声、调节方便且控制精度高,但对电网会产生一些影响,适用于科研实验等小功率加热器。所设计的恒温控制电路由于采用单片机作为控制器,其电路设计简单,控制精度高,可达到±0.04℃。关键词:可控硅;移相调压;P I D 算法;移相控制中图法分类号:T P 273.2 文献标识码:A 1 引 言 在实际工作和科研中,许多实验均需要用加热器来加热实验对象,使其达到并保持在某一设 定温度,而且在实验过程中,对象的温度有时要求稳定性很高,有时需要不断地调节。常用的调节方法有继电式调温、调压器调压调温和电子式(多用可控硅)移相调压调温等几种。可控硅调压调温的特点是体积小、无噪声、调节方便、控制精度高,但会对电网产生一定影响,适用于科研实验等小功率加热器,笔者设计的高精度恒温控制电路采用单片机作为控制器,其电路设计简单,控制效果好,以下将对利用可控硅设计的恒温控制电路做具体的介绍和分析。 2 控制原理 在交流电的一个周期中,从过零点起,延时一 段时间再给可控硅一个触发信号使其导通。这样,加在负载上的有效功率由延迟导通时间控制,延迟导通时间越长,负载的有效功率越低。因此,可对可控对象的温度进行控制[1]。 加热器的温度控制电路结构图如图1所示。图1中,U 1为电压;U 2为可控硅调节后的制热电压;T 为加热器反映到温度传感器的温度;T c 为反馈给温度控制算法计算移相控制量的温度信号;T k 为温度控制给定值; C t 为经过温度控制算法计算后的移相控制值,即可控硅延迟导通时间;P 为控制触发电路的电压;a 为触发可控硅导通的脉冲信号。整个电路可分成过零检测电路、温度检测电路、控制电路和算法计算主电路4个部分。 3 温控电路的设计与分析 3.1 过零检测电路 过零检测电路如图2所示。 图1 加热器的温度控制电路结构图
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较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围。 整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分。 前置放大部分原理图如下： 工作原理: 传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,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. 按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式：Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格：
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PT100 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，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为10.466 。 关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635的结果。实际上，500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为 450 个字，因此，公式中的500℃ 在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。其实，计算的方法有多种，关键是要按照传感器的mV/℃ 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*1.1117=11.639499 ，这样，热心朋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 12K/3K+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，使用了一只精密微调电位器对放大倍数进行细调，可以保证比较准确地调整到所需要的放大倍数(原理图中 10K/(8K2+Rw)+1)。
摘要 随着信息时代的到来，传感器技术得到了快速发展，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。随着人们生活水平的提高，智能化的液体加热制冷类家电越来越多地出现在人们的日常生活中，这些产品大多采用发热管或PTC热敏电阻进行加热，仅仅具有加热功能；而使用半导体制冷片可以具备加热和制冷双重功能，但缺陷是传统的半导体制冷片的方向控制大多使用继电器来完成，继电器属于机械式开关，当频繁导通或关断时不仅会发出噪音，而且还会降低其使用寿命。因此，有必要探索一种高效、静噪、安全的半导体制冷片控制方法。本设计将H桥驱动电路引入半导体制冷片进行控制，通过控制H桥的通断方向来控制半导体制冷片的加热和制冷，从而实现控温。 关键词：传感器；TEC；H桥
1、系统方案设计 本系统分为MCU ，温度显示，温度控制，温度采集，本系统采用STC12C5A16S2作为核心芯片，使用TEC1-12706半导体制冷片作为核心加热制冷与案件，采用DS18B20温度传感器采集温度，通过上位机和单片机通讯，上位机可以显示实时温度值，并且可以进行温度设置，半导体制冷片控制部分采用H 桥驱动控制电路进行电压翻转，H 桥的导通和截止采用三极管开关电路进行控制，从而达到加热和制冷的自动控制目的。 PC 机显示温度、 温度控制 设置温度 RS232 PWM ······· 加热制冷 温度采集 图1 系统结构 STC12C5A16S2 DS18B20 TEC H 桥
1.1微型控制单元 MCU采用宏晶STC12系列单片机，其工作电压为5.5-3.5V，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍，本单片机晶振频率为22.184MHz，本系统PWM的时钟源是Fosc，不用Timer，PWM的频率为Fosc/2，此单片机完全能够满足本系统的设计要求。 1.2 TEC12706半导体制冷片 TEC(Themoelectric cooling modules)即半导体制冷器,它的工作原理是基于珀尔贴效应(J.C.A.Peltier在1834年发现),即当电流以不同方向通过双金属片所构成的结时能对与其接触的物体制冷或加热。两个电偶臂分别用P型和N型半导体材料制成,然后上下分别用金属桥连接,由于电子在金属中的能量要低于在N 型半导体中的能量,故在P型电偶臂和N型电偶臂两端加上电压后,电子从金属流到N型半导体需吸收能量,而从N型半导体流到金属中需放出能量,这样a端是电子从金属流向N型半导体,故为吸热端,而b端是电子从N型半导体流向金属故为放热端;反之,当在电偶臂两端加上反向电压时,此时a端则为放热端,而b端则为吸热端。由此可知,若将a端与某物体接触,通过改变回路中电压极性和电流的大小即可以实现对物体的制冷与加热。 图2 TEC结构
一种高精度的温控电路 阅览次数：423 作者：陈天平单位： 【摘要】本文重点讲述一种利用电阻电桥实现的高精度温度控制电路，采用不间断电 流方式，可以将温度控制在±0.1℃范围之内，从而实现动态的温度平衡。 【关键字】电阻电桥运算放大器功率放大铂电阻开关电源 现在的军事、工业、商业中，温度控制是一种最常见、最普通的应用。但是在控温精度要求不高的地方大多末级采用继电器来控制，靠继电器的吸合来实现的，其控制精度大约在±10℃范围之内。即使随着单片机的发展出现的PID调节，也只是对前一部分放大部分作一些处理，而末级仍旧采用继电器实现的，但控温精度有所提高，一般在±0.1℃~±5℃范围之内，这在某些对温度要求较高的方面是很难实现的。当然，也有利用可控硅和电磁阀等来控制的，其精度稍高。 随着军事、工业的发展，对许多高端产品的调试环境都有进一步的要求，其环境温度变化很小，有±1℃、±0.5℃、±0.3℃、±0.2℃、±0.1℃等，有的甚至要求更高。例如，石英挠性加速度计调试环境要求55±0.1℃，捷联惯组的调试温度要求70±0.1℃。显然，靠继电器来实现温度控制是远不能满足要求的。于是经过多方面的搜集资料，并通过多方面的试验，我设计出一种利用大进大出原理（即可以实现频繁的热交换）实现的一种不间断电流的温度控制系统。此种设计思想可以保证被加热体的内外保持良好的热交换，从而起到更好的控温效果。 整体系统框图如下： 由图可知，由加热器和控温铂电阻构成的热-电微型电路构成了闭环控制回路。控制过程
可以通过调整控温电阻的大小来设定控制的温度点。测温铂电阻用来测量被加热环境的温度。其中的微调是用来做微小的调整用的，在加温过程中可能由于外界环境温度的变化会引起控制温度点的偏差，此时可以通过调整微调来实现控温的准确性，此时若不做微调能会使温度控制在非设定的温度点，但控温精度不会改变，只是控温点有所变化。 在电路图中Vcc0是一个要求有高的稳定性的电源，它在某一时期的稳定性应要求比较高。Vcc1是T1、T2工作所需用的工作电压。电路由R2、R3、Rc、Rt构成电阻电桥，其中Rc为控制控温点的电阻，Rt为控温铂电阻，T3是大功率调整管。其中R2、R3、R6、R7、R8应选用精度较高的金膜电阻，其精度要求0.1~0.01%，在调试中定。T1、T2应选则放大倍数匹配的晶体管以便构成功率符合管。控制部分电路图 控温原理：其中 当调试环境温度与设置的温度点相差较大时（一般时由低温到高温的升温），Uab输出的就较大，此时通过运放放大后输出的Ue较大，然后在通过由T1和T2组成的复合功率
关于三线制的高精度热电阻测量电路 针对使用中出现的三线制平衡电桥温度测温不准确问题,提出了一种与测量导线电阻无关的恒压分压式三线制热电阻测温方法。在分析了三线制平衡电桥法的基础上,提出了测量电路模型，描述了消除导线电阻的测量方法，分析了提高测量精度的措施，推导出了数字校准公式。使用通用运算放大器OP07与14位分辨率双积分型A/D转换器ICL7135设计了简洁的输入检测电路。经实验验证，该电路对于Pt100热电阻,导线电阻在0～20 Ω范围内,热电阻测量误差将优于±0.1%。 热电阻传感器是一种电阻值随环境温度变化而改变的温度传感器，其中用金属铂做成的热电阻因具有稳定性好、精度高、测温范围大等优点，而被广泛应用。测量温度的热电阻测温仪主要由热电阻传感器、测量显示仪表及连接导线组成。由于热电阻传感器自身的温度灵敏度较低，连接导线所具有的线路电阻对测量结果影响不容忽视，为了消除导线电阻的影响，热电阻测温仪广泛采用平衡电桥式三线制接法，这种方法使温度误差得到一定的补偿，但线路电阻的影响依然存在。提出基于恒压分压式三线制导线电阻补偿方法，电路简单，实现方便，可完全消除导线电阻的影响。相比于文献所提出的使用较多的硬件电路进行导线电阻补偿方法，该方法具有更加简洁的导线电阻补偿电路。 1 常用热电阻测量方法分析 对于Pt100铂热电阻，国际温标BS-90中给出其阻值随温度变化关系如式(1)所示。 式中，Rt为热电阻在温度为t℃时的阻值，R0为热电阻在温度为0℃时的阻值，R0=100 Ω，A=3．968 47×10-3℃-1，B=-5．847x10-7℃-2，C=-4．22x10-12℃-3是与传感器自身相关的系数。 由式(1)可知，Pt100热电阻的灵敏度约为0．38 Ω／℃，为减小连接导线的线路电阻对测量结果的影响，一般常用三线制电桥法进行测量。VR=1 V其电路原理如图1所示。Rt 为测温电阻，r为连接导线电阻，R1、R2、R3为固定桥臂，R1=R2=1 000 Ω，R3=100 Ω，VR为基准参考电压，G为测量仪表。在该电路中，3根导线分别连接传感器桥臂、电阻桥
pt100温度传感器原理 PT100是一个温度传感器,是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在-200℃至650℃的范围. 电阻式温度检测器(RTD,Resistance Temperature Detector)是一种物质材料作成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成的,其中以白金(Pt)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...,最受工业界采用。 PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度
因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。 1：V o=2.55mA ×100(1+0.00392T)=0.255+T/1000 。 2：量测V o时,不可分出任何电流,否则量测值会不準。电路分析由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,由于7.2V齐纳二极体的作用,使得1K电阻和5K可变电阻之电压和为6.5V,靠5K可变电阻的调整可决定电晶体的射(集极)极电流,而我们须将集极电流调为 2.55mA,使得量测电压V如箭头所示为0.255+T/1000。其后的非反向放大器,输入电阻几乎无限大,同时又放大10倍,使得运算放大器输出为2.55+T/100。6V齐纳二极体的作用如7.2V 齐纳二极体的作用,我们利用它调出2.55V,因此电压追随器的输出电压V1亦为 2.55V。其后差动放大器之输出为
pt100测温电路：pt100三线制测量电路》是非常优秀的作品，本站提供后大学时代pt100测温电路：pt100三线制测量电路！ CPU采用Atmega16,它自带8路10位A/D转换器,转换速度快,精度高,而且不需要外扩任何器件产品特性： 通常使用的铂电阻温度传感器有PT100，电阻温度系数为3.9×10－3／℃，0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计 按IEC751国际标准，温度系数TCR=0.003851，Pt100（R0=100Ω）、Pt1000（R0=1000Ω）为统一设计型铂电阻 传感器的结构： 两线制： 传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长 三线制： 要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法 四线制： 当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值 在桥式电路中，为了减小暖电阻阻值随温度变化对支路电流的影响并限制流过热电阻的电流，组成电桥的两个支路的上电阻通常取暖电阻阻值的几十倍，其值达到10-50K（和桥路供电电压有关），下电阻一般和暖电阻某温度下阻值相同测量时取两者的电位差虽然如此，热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响还是会造成输出的非线性，通常需要做一定补偿 如果直接测量阻值，应该采用恒流源给热电阻供电，热电阻阻值变化时支路电流保持恒定，热电阻压降为线性较好的温度函数 放大前应该做滤波处理或者在放大电路中加积分元件 ?怎样判断pt100的好坏,用万用表能测量么? 根据分度表参照当时温度看阻值是否相符 ?通常情况下是这样的，将一个基准电压加在pt100回路上，测量pt100上的电压信号（mv），阻值变化是电压信号自然也变化，再经过运放放大后入入A/D 芯片入行A/D转换，经过程序再将电压信号换算成电阻值，采用查表方式（将电阻值和相对应的温度值做成表格放到芯片rom中）的到温度值 ?一般短距离选用二线制接法，中距离选用三线制接法，要求精度高、近距离选用四线制接法三线制比两线制的好处是可以补偿线路电阻的偏差，和抗干扰不是一个概念三种各自的优缺点有许多说法，不一而足二线制不能消除导线电阻的影响四线制可以消除导线电阻的影响四线制的PT100有两根线是用于测量的,另两根是用于补偿的,四线制的电子物料编码规则PT100有两根线（热电阻两端各一根）是提供电流的，另两根是采集电压的具体用哪种电路应该根据系统要求决定，如果精度要求一般，采用三线是经济、稳定、实用的选择 ?输渗透（3根线）、输出、电源三隔离为四线制，设备在控制室；输入（3根线）、输出、电源三不隔离为三线制，设备在控制室或传感器内；输入（3根线）、（输出、电源共用2根线）三不隔离为二线制，设备在传感器内、为一体化 ?由于微处理器的发展，可对Pt100的非线性进行校正，因此Pt100传感器大都采用四线制测量法(非桥路法)，其测量原理 Pt100传感器四线制测量电路 Pt100两端电压U1=ISRtIS为恒流，Rt为Pt100阻值 引线L1、L2存在电阻会影响测量结果，为此，将L1、L2端口处信号输入高输入电阻抗(＞1012Ω)，差分放大，这样L1、L2中电流≈0，L1、L2电阻可忽略不计，所以有Ui=U1这也消除了引线电阻 ?模拟暖电偶测试 最准的校法就是用电阻箱了，多路也只有一个一个慢慢来暖电偶用毫伏计模拟输出校二次表，毫伏计同样可以测量热电偶这些都不难，难的是建立一个标准的恒定的温场 ?电压和温度的关系一般是非线性的，对于8位单片机还是查表法好 引言 PT100是一种广泛应用的测温元件,在-50℃~600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等由于铂热电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以本模块需要入行非线性校正,一般的模块采用模拟电路校正,这种校正的精度不高,而且温漂等受干扰的程度也比较大本模块采用
ptioo温度传感器原理 PT100是一个温度传感器，是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器，可以工作在-200C至650 C的范围. 电阻式温度检测器(RTD,Resistanee Temperature Detector)是一种物质材料作成的电阻，它会随温度的上升而改变电阻值，如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数，如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成的，其中以白金(Pt)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…,最受工业界采用。 PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器，属于正电阻系数，其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+a T)其中a =0.00392,R(为100 Q在0C的电阻值),T为摄氏温度＜br＞因此白金作成的电阻式温度检测器，又称为PT100。 1: Vo=2.55mA Xl00(1+0.00392T)=0.255+T/1000。 2:量测Vo时，不可分出任何电流，否则量测值会不準。电路分析由于一般电源供应较多零件之后，电源是带杂讯的，因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件，由于7.2V齐纳二极体的作用，使得1K电阻和5K可变电阻之电压和为6.5V靠5K可变电阻的调整可决定电晶体的射(集极)极电流，而我们须将集极电流调为 2.55mA,使得量测电压V如箭头所示为0.255+T/1000。其后的非反向放大器，输入电阻几乎无限大，同时又放大10倍，使得运算放大器输出为2.55+T/100°6V齐纳二极体的作用如7.2V 齐纳二极体的作用，我们利用它调出2.55V,因此电压追随器的输出电压 V1 亦为2.55V。其后差动放大器之输出为
高精度PID温度控制器 时间:2007-04-19 来源: 作者:江孝国王婉丽祁双喜点击：4468 字体大小:【大中小】 摘要：介绍一种高精度的、采用PID 控制原理的温度控制器, 给出了实验结果。这种控制器适用于小功率半导体器件的工作温度控制, 其控制精度可达±0.05℃。 1 引言 温度控制已成为工业生产、科研活动中很重要的一个环节, 能否成功地将温度控制在所需的范围内关系到整个活动的成败。由于控制对象的多样性和复杂性, 导致采用的温控手段的多样性。例如: 某种半导体激光器对工作温度的稳定性有较高的要求, 一般要将温度控制在±0.1℃左右, 才能保证器件输出的激光波长不发生超出要求的漂移, 否则,激光波长的超范围漂移将使研究工作难以开展。为达到这种温控要求, 笔者根据工作中的情况, 采用PID 控制原理研制成适合用于小功率半导体器件的温度控制器。该控制器能够达到很好的控制效果, 若精心选择PID 的各种参数, 温度控制的精度可以达到±0.05℃, 完全可以保证器件的正常工作。 2 温度控制原理 在上述温控实例中, 器件工作时产生的热量将使器件本身工作温度升高, 最后达到很高的基本稳定的温度。较高的温度将严重影响器件的各种性能参数, 也很可能导致器件不能正常工作, 甚至损坏。温度控制的目的就是将器件的工作温度以一定的精度稳定在一个较低的水平上, 这样一来就要求根据器件工作时的实际情况(如产热量大小等) 采取一定的措施,随时将产生的热量即时散掉, 并且要求器件在单位时间里产生的热量等于控制器在单位时间里吸收的热量, 若两者达到动态平衡, 则可以保持器件工作温度的稳定[1]。 在一定的控制系统中, 首先将需要控制的被测参数(如温度) 由传感器转换成一定的信号后再与预先设定的值进行比较, 把比较得到的差值信号经过一定规律的计算后得到相应的控制值, 将控制量送给控制系统进行相应的控制, 不停地进行上述工作, 从而达到自动调节的目的。当控制对象的精确数学模型难以建立时, 比较成熟且广泛使用的控制方法是采用按差值信号的比例、积分和微分进行计算控制量的方法, 即PID 法, 其控制规律的数学模型为: 其中: K P 为比例系数; e 为差值信号, e= T - Tset (T : 温度测量值, Tset: 温度设定值) ; Ti 为积分常数; Td 为微分常数; V0、V0-1为当时及前一时刻的控制量。 实现PID 控制原理的具体方法因系统的不同而不同[2]。在我们的系统中, 采用了增量式计算方法, 而控制量的输出则采用了位置式的输出形式。在数值控制系统中, 其控制规律
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，如图1所示是其电阻—温度关系曲线，在-200～650℃温度范围内线性度已经非常接近直线。 铂电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示： 在0～650℃范围内： Rt =R0 (1+At+Bt2) 在-190～0℃范围内： Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3) 式中A、B、C 为常数， A=3.96847×10-3； B=-5.847×10-7； C=-4.22×10-12； 图1 Pt100 的电阻—温度关系曲线 Rt 为温度为t 时的电阻值；R0 为温度为0℃时的电阻值，以Pt100 为例，这种型号的铂 热电阻，R0 就等于100Ω，即环境温度等于0 度的时候，Pt100 的阻值就是100Ω。当温度变化的时候，Pt100 的电阻也随之变化，通过以上电阻-温度表达式便可以计算出相对应的 温度。 在实际应用中，一般使用单片机来进行温度的计算，由于该表达式比较复杂，用单片机处理
铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃～650℃)范围的温度测量中。 PT100是一种广泛应用的测温元件，在-50~600℃℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中，根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。 常用的Pt电阻接法有三线制和两线制，其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。常用的采样电路有两种：一为桥式测温电路，一为恒流源式测温电路。其中图1为三线制桥式测温电路，图2为两线制桥式测温电路，图3为恒流源式测温电路。下面分别对桥式电路和恒流源式电路的原理在设计过程中应注意事项进行说明（注：这两个电路本人均有采用及试验，证明可行） 一、桥式测温电路 桥式测温的典型应用电路如图1所示（图1和图2均为桥式电路，分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别）。 测温原理：电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源；采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥（其中R1＝R2，VR2为100Ω
精密电阻），当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号，这个压差信号经过运放LM324放大后输出期望大小的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。差动放大电路中R3＝R4、R5＝R6、放大倍数＝R5/R3，运放采用单一5V供电。 设计及调试注意点： 1. 同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小； 2. 改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数，以便满足设计者对温度范围的要求 3. 放大电路必须接成负反馈方式，否则放大电路不能正常工作 4. VR2也可为电位器，调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定，例如Pt100的零点温度为0℃，即0℃时电阻为100Ω，当电位器阻值调至109.885Ω时，温度的零点就被设定在了25℃。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节，这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变。 5. 理论上，运放输出的电压为输入压差信号×放大倍数，但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系，压差信号比理论值小很多，实际输出信号为 4.096*(RPt100/(R1+RPt100)- RVR2/(R1+RVR2)) （1） 式中电阻值以电路工作时量取的为准。 6. 电桥的正电源必须接稳定的参考基准，因为如果直接VCC的话，当网压波动造成VCC发生波动时，运放输出的信号也会发生改变，此时再到以VCC未发生波动时建立的温度-电阻表中去查表求值时就不正确
电子科技 高精度半导体激光器自稳温控系统 中国工程物理研究院流体物理研究所(绵阳621900 江孝国祁双喜王伟 摘要文章介绍了一套精密的温度控制系统, 该控制系统采用PID 控制器的原理, 对发热功率为10～30W 的半导体激光器的控制效果良好, 控温的稳定度可小于±0. 1°C 。关键词PID 控制器热电偶冷却器参数整定半导体激光器在民用及国防上的重要作用已得到广泛的应用, 但半导体激光器在工作时产生的大量热量, 不仅会使器件温度升高, 造成器件的性能下降, 严重者甚至烧毁半导体激光器, 因此, 激光器的散热是重要的, 为了保证器件性能的稳定及寿命, 将器件工作温度在一定的范围内以较高的稳定度稳定在比较低的水平上也同样重要[1]。 本文针对这种高精度的要求, 研制了一套精密的半导体激光器的温度控制系统。该温度控制系统采用了传统的PID 调节原理, 针对系统的热传导特性, 在参数整定方面作了相应的改进, 达到了很好的控制效果, 不仅超调量小, 并且进入稳定区的时间短, 抗干扰能力也比较强。该温度控制系统应用于10～30W 的发热负载的温度控制时, 可以在18～25 图1PID 控制原理 V (t , 实现对受控系统进行自动控制的目的, 它是 一种线性调节器。这种控制原理的优点是不要求知 道受控系统的精确数学模型, 因此, 在自动控制领域
中得到了广泛的应用。 由上可知, 要构成一个PID 控制器, 需要确定 K p 、T i 、T d 三个参数; 确定这三个参数的过程称为 PID 参数整定; 并且, 三个参数直接影响系统的控制 性能。 °C 的温度范围内达到小于±0. 1°C 的稳定度, 起到了良好的控制作用。本文主要介绍半导体温度控制器的PID 参数整定及改进等方面的工作。 2PID 参数的整定 毫无疑问,PID 控制器的参数的整定应该根据实际系统的特性来进行, 一般有凑试法[2]及Ziegler 2Nichols 经验公式法[3]等。凑试法主要是根据实际系统在现场以
PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小 pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围. 整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分. 前置放大部分原理图如下: 工作原理: 传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,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. 按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至 280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式： Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格：
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 PT100 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，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为 10.466 。 关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635 的结果。实际上，500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为 450 个字，因此，公式中的500℃ 在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。其实，计算的方法有多种，关键是要按照传感器的mV/℃ 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*1.1117=11.639499 ，这样，热心朋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 12K/3K+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，使用了一只精密微调电位器对放大倍数进行细调，可以保证比较准确地调整到所需要的放大倍数(原理图中 10K/(8K2+Rw)+1)。 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，以方便调整传感器在“零度”及“满度”时的正确显示问题。本电路没有采用两只电位器是因为只要“零度”调整准确了，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”数字直接减掉就是了，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使用。 当供电电压发生偏差后，是否会引起传感器输入的变化进而影响准确度呢？供电变化后，必然引起流过传感器的电流发生变化，也就会使传感器输出电压发生变化。可是，以此同时，单片机的供电也是在同步地接受到这种供电变化的，当单片机的 A/D 基准使用供电电压时，就意味着测量基准也在同步同方向发生变化，因此，只要参数选择得当，系统供电的变化在 20% 之内时，就不会影响测量的准确度。(通常单片机系统并不允许供电有过大的变化，这不仅仅是在温度测量电路中的要求。）
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910287026.1 (22)申请日 2019.04.10 (71)申请人 博微太赫兹信息科技有限公司 地址 230088 安徽省合肥市高新区香樟大 道199号 (72)发明人 王瑞 于世杰 张志同 王明红 韦巍 田晓光 (74)专利代理机构 合肥昊晟德专利代理事务所 (普通合伙) 34153 代理人 王林 (51)Int.Cl. F25B 13/00(2006.01) F25B 49/02(2006.01) (54)发明名称 一种高精度温度控制系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种高精度温度控制系统及 方法，包括液冷源设备与温控末端设备，所述液 冷源设备用于为温控末端设备提供冷量或热量； 所述温控末端设备包括风机盘管与工作板，所述 风机盘管用于将所述液冷源设备提供的冷量或 热量传递给太赫兹设备，所述工作板用于构建一 个封闭且温度可控的空间；所述工作板包括保温 固定层和水箱，所述水箱位于保温固定层的内 部。本发明能实现快速精准控温，均匀性好，极大 程度减小了周围环境中不利因素的影响，大大节 省了控温过程的时间，提升了太赫兹设备的使用 性能；并且液冷介质比热容大，温度波动小，同时 对被控对象进行保温处理，既节能，又有利于产 品的集成化与小型化。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110131915 A 2019.08.16 C N 110131915 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110131915 A 1.一种高精度温度控制系统，其特征在于，包括：液冷源设备与温控末端设备； 所述液冷源设备用于为温控末端设备提供冷量或热量； 所述温控末端设备包括风机盘管与工作板，所述风机盘管用于将所述液冷源设备提供的冷量或热量传递给目标设备，所述工作板用于构建一个封闭且温度可控的空间； 所述工作板包括保温固定层和水箱，所述水箱位于保温固定层的内部，所述保温固定层用于保温防凝露和固定水箱，所述水箱用于存放载冷剂，所述水箱的内部设置有增强换热效果的增强构件。 2.根据权利要求1所述的一种高精度温度控制系统，其特征在于：所述工作板还包括支柱与防护层，所述防护层设置在保温固定层的外部，所述支柱位于相邻两组所述水箱之间，用于支撑水箱。 3.根据权利要求1所述的一种高精度温度控制系统，其特征在于：多个所述工作板连接在一起构成封闭空间，目标设备位于所述封闭空间内，多个所述工作板的温度均匀性的数值小于0.5℃。 4.根据权利要求1所述的一种高精度温度控制系统，其特征在于：所述液冷源设备包括压缩机、风机、第一换热器、热力膨胀阀与第二换热器，所述风机安装在换热器的内部，所述压缩机、第一换热器、热力膨胀阀与第二换热器依次首尾相连通。 5.根据权利要求4所述的一种高精度温度控制系统，其特征在于：所述增强构件为冷却管道或管翅换热器，所述第二换热器为板式换热器。 6.根据权利要求4所述的一种高精度温度控制系统，其特征在于：所述风机盘管与第二换热器之间设置有用于连通电动风机盘管与第二换热器的电动三通阀。 7.根据权利要求4所述的一种高精度温度控制系统，其特征在于：所述工作板与第二换热器之间设置有用于完成载冷剂循环工作的液泵，载冷剂为水、乙二醇溶液与防冻液其中的一种。 8.一种高精度温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：改变制冷剂的温度 通过蒸汽压缩式制冷/热原理将制冷剂温度降低或提高； S2：；改变载冷剂的温度 将S1中的制冷剂通入第二换热器中，为载冷剂提供冷/热量，从而改变载冷剂的温度； S3：将冷/热量送入温控末端设备 通过液泵将S2中的载冷剂送入风机盘管与工作板中，完成对目标设备的温度调控工作。 2
前言 传感器技术在信息采集、信息传输和信息处理中，属于前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在各个领域广泛应用，比如在工农业生产中需要实时测量温度等等。因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合温度传感器技术而开发设计了这一温度测量系统。文中将传感器理论与单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热电阻作为温度传感器来测量实时的温度，以及实现热电转换的原理过程。 本设计应用性比较强，设计系统可以作为温度测量显示系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、生产温度监控系统等等。本课题主要任务是完成环境性强等优点。 课程设计任务 本设计系统包括温度传感器，信号放大电路，A/D转换模块，时钟模块，数据处理与控制模块，温度、时间显示模块六个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度测量与显示，完成了课题所有要求。 摘要：
本文采用AT89S51单片机，TLC2543 A/D转换器，DS1302时钟芯片，AD620放大器，铂电阻PT100及8位数码管组成系统，编写了相应的软件程序,使其实现温度的实时显示。该系统的特点是：使用简便；测量精确、稳定、可靠；测量围大；使用对象广。 关键词：PT100 单片机温度测量DS1302 Abstract： The system contains SCM(AT89S51), analog to digital convert department (TLC2543), DS1302 chip, AD620 amplifier, PT100 platinum, LED Digital tube with six, write the corresponding software program to achieve real-time temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range. Keywords: PT100 SCM Temperature Measures DS1302 一方案设计与论证 1.1 传感器的选择 由于本设计的任务是要求测量的围为0℃～100℃，测量的分辨率为±0.1℃，综合价格以及后续的电路，决定采用线性度相对较好的PT100作为本课题的温度传感器，具体的型号为WZP型铂电阻，该传感器的测温围从－200℃～＋650
如何设计高精度温度传感电路 在大多数的工业用测量控制监测体系中，温度测量传感电路的设计都是一个重要的组成部分。它广泛应用于很多特定的环境控制处理计算中。一些最常见的传感器可以用于测量绝对温度或者温度变化，例如是电阻式的温度检测检测器（RTD）、二极管传感器、热敏电阻传感器以及热电偶传感器等等。 在这篇文章中，我们将介绍使用这些传感器进行精密温度测量电路设计的要点。温度传感电路设计包括：正确选择合适的温度感应器以及必要的信号调节器和数字化器件产品，以便更有效地、更准确地测量温度数值。 在我们介绍温度测量系统之前，我们先来看看常见的传统温度传感器温度传感器设计电路的优点及缺点。 传统热电偶传感器设计电路 热电偶传感器工作的原理是当温度不同时，两种不同成分的金属的接合点之间产生电压（或称为电动势）。一个热偶由两种不同的金属端连接而成，相连的其中一端被称为热端。另一端则被称为冷端，共同连接到温度测试电路。热端与冷端之间由于温差的差异而导致产生电动势。这种电动势可以用测量电路测量得到。图1显示的是一个基本的热电偶传感器电路。 图1：基本的热电偶传感器设计电路 热电偶传感器产生的实际电压取决于相对温度之差以及被用于组成热电偶传感器的不同的金属类型。热电偶的灵敏度和温度测量范围同样与所使用的两种金属有很大关系。在市面上有许多类型的热电偶传感器出售，它们可以根据所使用的不同金属冷热端来区分：例如，B 型（铂/铑）、J型（铁/镍铜合金）、和K型（镍铬合金/铝镍合金）。大家可以根据实际应用场合选择合适的热电偶传感器器件。 热电偶传感器的主要优势是他们的鲁棒性（在异常和危险情况下系统恢复正常运转的特性）、宽温范围（零下270摄氏度到零上3000摄氏度）、响应快、封装种类多、成本较低。而它们的局限主要是精度较低和噪声较大。 电阻式温度检测传感器设计电路 电阻式温度检测传感器（RTD）的工作原理是：由于每种金属在不同温度下具有特定的和独特的电阻率特性，所以当温度变化时检测金属电阻的变化，从而得到温度测量数值。金属的电阻是和它自己的长度成正比、和截面积成反比的。这个比例数值取决于传感器本身金属材质的电阻率大小。 为了更精确的测量温度，RTD构造里金属材料的选择就成了一个比较关键的考虑因素。用于电阻式温度检测传感器的金属主要有铂、镍以及铜。在这三种材料中，金属铂制成的电阻式温度检测传感器是最精确、最可靠的。它也具有不易被污染的环境等因素影响，可保证长期稳定性和可重复性。这些电阻式温度检测传感器主要优点还有宽温范围（零下250摄氏度到零上900摄氏度）、高精度高精度、和线性等等。其局限性则包括成本较高和响应略慢等等。 热敏电阻传感器设计电路 和电阻式温度检测传感器RTD相类似，热敏电阻传感器的工作原理也是随温度的变化，电阻阻值相应变化。只是，一般的热敏电阻都拥有一个可计算的负温度系数。热敏电阻传感器的主要优势是它们的价格低并且精度可以接受。它们的缺点是温度范围非线性。然而，鉴于当今许多微控制器芯片上都有片上闪存，可以建立一个可查询纠错的数据表来减少非线性问题带来的精度影响范围。如果需要测量的温度范围在零下100摄氏度到零上300摄氏度之内，则热敏电阻传感器仍可以作为比较可靠的和比较精密的温度测量设备。