一种利用 Pt100的高精度测温方法

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。

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Ø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Ø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Ø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Ø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Ø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Ø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Ø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了软件查表插值的方法入行校正,最后转换成III型信号III型信号是当被测信号从下量程到上量程(0%~100%)变化时,输出线上对应4－20mA电流的变化此外模块还具有MODBUS协议的通讯端口,可以直接和任何MODBUS口连接图1采样电路图2主机电路图3D/A电路系统设计整个模块基于AVR新型的Atmega16单片机,采用三线制形式,这样可以去除导线电阻带来的零点不准确,经过差分放大电路直接得到0~5V的信号电压,这样就可以直接输入到A/D转换器数据处理部分,将PT100分度表中的每隔10℃的电阻值写渗透到闪存中,这样,将得到电压值往返算到电阻值,这样进行查表,当电阻位于某一段之间时,再进行线性处理,这样系统的线性化程度比较高可以达到0.2%D/A转换系统采用373芯片作为锁存器,采用权电阻网络进行D/A转换,这样可以节省成本,而且精度也可以得到保证最后再经过一个电压电流转换部分,把信号以III型信号传送出去,完成模块的功能图4V/I转换电路图5485通讯电路采样电路采样电路如图1所示,PT100以三线制接到J0,这样连接PT100的两侧的导线长度相等,而且分别加在两侧的桥臂上,这样导线电阻得以消除,当PT100输出100Ω时可以调节R1的阻值,以调整温度下限,当温度范围是0~300℃时,电桥电压经过放大后,Anolog0的电压正好是0~5V,这样可以完整使用单片机的A/D转换器的转换精度主机电路主机电路如图274LS138用来译码,分别选通各路的锁存器采用8MHz的晶振,速度完全可电子书免费下载聪明以满意系统的要求A/D转换的参考电压直接是V CC,这可节省硬件,简化电路,在对精度要求较高的情况下可以选择精密稳压器件,如TL431D/A转换电路为了节省成本,本系统没有采用专用D/A转换芯片,而是运用D/A转换的原理,利用权电阻网络进行D/A转换器,这样精度可以保证,而且速度比较快,CPU控制也是比较简单的电路如图3所示74lS373锁存器,锁存CPU每次更新的数据,OE引脚接138芯片的片选信号,LE下降沿时数据锁存V/I转换电路V/I转换电路如图4所示,它将A/D转换后得到的电压信号,转换成4-20mA III型信号输出I=V/R3RS-485通讯电路通讯芯片选用MAX485芯片,将收允许和发允许接在一起(见图5),用一个口线进行控制,正常情况下,收允许,在需要发送的时候,设为发允许图6软件流程软件设计软件设计是本系统的关键,也是与众不同的地方一般的铂电阻转III型信号的模块都是采用模拟电路,没有软件部分本系统采用数字化线性校正将大大提高模块的精度软件流程见图6软件分主程序,中断服务子程序,所有程序均由C语言编写程序在ICCAVR6.30调试结语基于单片机的PT100－III型信号转换模块具有精度高、可数字通讯、可升级等优点本模块已经用于多个火力发电厂烟气温度检测,其中采用III型信号和数字通讯的都有,均取得了良好的效果。

传感器参数检定—课程设计实验报告学院：机电与信息工程学院年级：2010级专业：测控技术与仪器摘要本文首先简要介绍铂电阻PT100的特性以及测温的方法，在此基础上阐述了基于PT100的温度测量系统设计。

在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过放大器进行温度信号的转换，将0～300℃温度等价到0～2V电压输出。

本设计采用了四线制铂电阻温度测量电路，通过对电路的设计，减小了测量电路及PT100自身的误差，使温控精度在0℃～300℃范围内准确测量。

关键词：PT100 温度测量仪用放大器AbstractThis article briefly describes the characteristics of PT100 platinum resistance and temperature measurement method, on the basis it describes the design of temperature measurement system based on PT100. In this design, it is use a PT100 platinum resistance as temperature sensor, in order to acquisition the temperature signal, it use of constant-current temperature measurement method and Amplifier, In addition, it designs a clock circuit modules to achieve real-time measurement of temperature.It can still improve the perform used four-wire temperature circuit and reduce the measurement eror.Keywords:PT100 Temperature Measures Instrument amplifier前言热电偶是目前接触式测温中应用十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。

一种提高Pt1000铂电阻测温精度的新方法田炳丽;胡超;丁风雷【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2013(030)005【摘要】为解决铂电阻测温精度等问题,将广义延拓逼近法技术应用到提高铂电阻的测温精度中.开展了对提高测量精度的分析,在阐述广义延拓逼近法模型原理和具体算法实现过程的基础上,建立了广义延拓逼近法和测温精度的关系,提出了一种基于广义延拓逼近法来提高测温精度的新方法;在软件Matlab上对最小二乘法和广义延拓逼近法的测量温度精度校正进行了评价,同时对最小二乘法和广义延拓逼近法进行了比较仿真,得到了与之对应的温阻(T-R)曲线、温阻(T-R)转换精度比较曲线以及测温精度比较曲线.仿真结果表明,在同一个铂电阻、同样的硬件配置基础上,广义延拓逼近法模型的温度测量精度稍高于最小二乘模型的测温精度,特别是在边界附近,广义延拓逼近法模型的测温精度得到了大幅改善.【总页数】3页(P603-605)【作者】田炳丽;胡超;丁风雷【作者单位】青岛海军潜艇学院作战指挥系,山东青岛266071;中国科学院国家天文台导航通信组,北京100012;青岛海军潜艇学院作战指挥系,山东青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TH811【相关文献】1.用差值比率法提高铂电阻测温仪表精度 [J], 沈怀洋2.基于Pt1000铂电阻的高精度手持温度计研制 [J], 许斌;王彪;张劲广3.提高铂电阻测温准确度的一种方法 [J], 李亚平;于巍;刘辰魁;张红刚;常聪梅4.高精度、双通道手持式铂电阻、热电偶、热敏电阻测温仪——便携易用的参考级测温仪,以一代三,增加了图形显示、数据记录和数据统计功能 [J],5.提高铂电阻测温精度的讯息处理 [J], 陈正因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

热电阻工作原理热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。

其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。

因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。

目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt0[1+α（t-t0）]式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。

相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。

金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。

热电阻材料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。

热电阻种类（1）精密型热电阻：工业常用热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点。

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导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

为消除引线电阻的影响一般采用三线制或四线制。

（2）铠装热电阻：铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。

与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装；④使用寿命长。

利用P T100铂热电阻与T L431自制可读值温度传感器利用PT100铂热电阻与TL431自制可读值温度传感器高二（5）班彭健蒋晟何况白梓龙指导老师：王健平一、问题的提出电子化生活成为了一种趋势,更多的工具迈向电子化,.而生活中最常用的水银温度计在打破后其玻璃碎片和水银能对人们造成伤害的危险,所以,我们提出了这样一个设想:能不能制作出一种简单实用的电子控制的温度计,为我们的日常生活提供更好的保障.目前可读值温度传感器（温度计量系统）已经广泛应用在工业、农业生活各个领域，而且有多种成型产品。

但传统产品为了注重其精度和适应各种环境，如高温、超低温、高湿度、电磁场等环境，加载了很多特殊防护进行了特殊处理，使得产品造价昂贵、结构复杂，得不到普及。

给技术人员尤其是学生进行实验，研究带来了困难。

本文将结合实验严究和实际应用于一身，自制一套价格低廉、量程大、精度高、原理简单、操作方便、拓展范围大的可读值温度传感器。

TL431是TL.ST公司研制开发的并联型三端稳压基准。

其参数高（高精度，低温漂），性价比高，他的输出电压用两个电阻就可以任意的设置从2.5伏到36伏范围内的任何值。

近来在国内外得到了广泛应用。

本文介绍的测温电路，利用可调精密并联稳压器TL431和铂电阻构成工作电流可调的恒流源。

流过铂电阻的电流在极宽的阻值范围内保持恒定值，有效的提高了温度测量精度。

二、研究的目1、为了使人们生活更加便捷安全。

2、减少水银之类的有害物质与人们接触的机会。

3、实现绿色环保，有利于大批量生产。

三、应用原理我们打算用热敏电阻作为探头,电流表作为表盘,利用电阻随温度变化而变化电流的方法得知温度数据.探头Pt100利用热敏电阻Pt100随温度增加电阻值减小的性质制作温度计探头具有灵敏度高、体积小、热响应快、缺点是非线性而且反应时间比较慢.铂电阻测温精度高，性能稳定，互换性好，价格便宜，使用寿命长，测量范围大，应用十分广泛。

但一些测温电路没有采用恒流措施，使流过铂电阻的电流随其阻值变化而变化带来了较大的测量误差。

热电阻Pt100测温电路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），以下内容回复可见当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℃。

一种PT100多通道测温系统设计及实现
解建伟;秦茂;李佳;王涵;张兴旺
【期刊名称】《环境技术》
【年(卷),期】2024(42)4
【摘要】本文阐述了一种基于国产ARM芯片方案的三线制PT100高精度多通道测温系统的设计与实现。

该系统采用国产ARM处理器和24位的高精度delta-sigma A/D转换器,使用恒压源与精密电阻对各通道PT100进行分压,再通过差分放大电路放大后进行采样,实现多路温度的准确测量。

并且通过硬件电路设计与软件数据处理算法设计,有效地解决了接线电阻与自热效应对测温精度的影响。

通过实物测试结果显示,该系统表现出性能稳定、体积小巧的特点,其测量精度可达
0.5 ℃。

【总页数】6页(P174-179)
【作者】解建伟;秦茂;李佳;王涵;张兴旺
【作者单位】广州擎天实业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH811
【相关文献】
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2.基于热电偶的多通道测温系统设计与实现
3.一种基于FPGA的多通道脉冲检测系统设计与实现
4.基于MSP430的三线制Pt100测温系统设计与实现
5.一种多通道信号智能检测系统设计与实现
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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Ø 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Ø 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Ø 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Ø 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Ø 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Ø 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Ø 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了软件查表插值的方法入行校正,最后转换成III型信号III型信号是当被测信号从下量程到上量程(0%~100%)变化时,输出线上对应4－20mA 电流的变化此外模块还具有MODBUS协议的通讯端口,可以直接和任何MODBUS口连接图1 采样电路图2 主机电路图3 D/A电路系统设计整个模块基于AVR新型的Atmega16单片机,采用三线制形式,这样可以去除导线电阻带来的零点不准确,经过差分放大电路直接得到0~5V的信号电压,这样就可以直接输入到A/D转换器数据处理部分,将PT100分度表中的每隔10℃的电阻值写渗透到闪存中,这样,将得到电压值往返算到电阻值,这样进行查表,当电阻位于某一段之间时,再进行线性处理,这样系统的线性化程度比较高可以达到0.2%D/A转换系统采用373芯片作为锁存器,采用权电阻网络进行D/A转换,这样可以节省成本,而且精度也可以得到保证最后再经过一个电压电流转换部分,把信号以III型信号传送出去,完成模块的功能图4 V/I转换电路图5 485通讯电路采样电路采样电路如图1所示,PT100以三线制接到J0,这样连接PT100的两侧的导线长度相等,而且分别加在两侧的桥臂上,这样导线电阻得以消除,当PT100输出100Ω时可以调节R1的阻值,以调整温度下限,当温度范围是0~300℃时,电桥电压经过放大后,Anolog0的电压正好是0~5V, 这样可以完整使用单片机的A/D转换器的转换精度主机电路主机电路如图274LS138用来译码,分别选通各路的锁存器采用8MHz的晶振,速度完全可电子书免费下载聪明以满意系统的要求A/D转换的参考电压直接是V CC,这可节省硬件,简化电路,在对精度要求较高的情况下可以选择精密稳压器件,如TL431D/A转换电路为了节省成本,本系统没有采用专用D/A转换芯片,而是运用D/A转换的原理,利用权电阻网络进行D/A转换器,这样精度可以保证,而且速度比较快,CPU控制也是比较简单的电路如图3所示74lS373锁存器,锁存CPU每次更新的数据,OE引脚接138芯片的片选信号,LE 下降沿时数据锁存V/I转换电路V/I转换电路如图4所示,它将A/D转换后得到的电压信号,转换成4-20mA III型信号输出I=V/R3RS-485通讯电路通讯芯片选用MAX485芯片,将收允许和发允许接在一起(见图5),用一个口线进行控制,正常情况下,收允许,在需要发送的时候,设为发允许图6 软件流程软件设计软件设计是本系统的关键,也是与众不同的地方一般的铂电阻转III型信号的模块都是采用模拟电路,没有软件部分本系统采用数字化线性校正将大大提高模块的精度软件流程见图6软件分主程序,中断服务子程序,所有程序均由C语言编写程序在ICCAVR6.30调试结语基于单片机的PT100－III型信号转换模块具有精度高、可数字通讯、可升级等优点本模块已经用于多个火力发电厂烟气温度检测,其中采用III型信号和数字通讯的都有,均取得了良好的效果。

基于PT100的高精度气温收集器设计摘要：介绍了PT100的特性、温度收集器的硬件电路设计原理、收集进程及其计算方式，通过量种手腕使收集器的收集精度达到了0.1℃。

设计方案已通过大量实验验证，并应用到了实际产品中。

关键词：PT100；温度收集；高精度；自动校正0 引言PT100温度传感器由于精度高、价钱适中，在温度测量中被大量利用，目前虽然有新的精度更高的温度传感器不断问世，可是由于各种原因PT100仍是无法被取代。

PT100为模拟信号温度传感器，如要做到较高精度的温度收集，只是PT100的精度高是不行的，它对收集器的依赖较高，只有配合高精度的收集器才能充分发挥其性能。

实现高精度的收集器有很多种方式，本文将介绍其中的一种。

1 PT100特性铂电阻温度传感器是利用金属铂在周围温度转变时自身电阻值也随之改变，且其电阻值和温度值成特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、复现性和稳固性较好等特点，铂电阻温度传感器被普遍用于中低温（-200℃～650℃）范围的温度测量中。

PT100是铂电阻温度传感器的一种，PT后的100即表示它在0℃时阻值为100Ω，在100℃时它的阻值约为Ω。

它的阻值会随着温度上升而成近似匀速地增加，但它们之间的关系并非是简单的正比关系，而更应该趋近于一条抛物线。

国际上有标准的《Pt100热电阻分度表》，表中列出了PT100在每摄氏度的电阻值。

2 硬件电路设计由于PT100的电阻值随温度的转变而转变，即在不同的温度下PT100都有所对应的电阻值。

因此PT100测量温度的原理为：测量PT100的电阻值，按照PT100的电阻值计算出PT100所在环境的温度。

测量电阻的一般方式为：将电阻接入电源，测量电阻的电流和两头电压，按照R=U/I计算出电阻值。

电流一般采用恒流源，如此只用测量其电阻两头的电压即可计算出阻值。

需要考虑的问题2.1.1 铂电阻温度传感器的接线方式Pt温度传感器的接线方式有两线制、三线制和四线制。

基于铂电阻Pt100的高精度温度测控系统设计
王龙
【期刊名称】《吉首大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(030)003
【摘要】工业生产在一定的温度条件下才会按照预定的方向进行,所以温度控制是保证生产过程正常的必需条件.介绍了一种基于铂电阻Pt100的高精度温度测控系统设计方案,系统以Pt100铂电阻作为测温传感器,采用中值平均滤波消除采样值偏差,用逐次逼近法来消除温控系统的非线性,PID算法通过PWM控制执行机构,从而保证了在-200～601℃范围内0.1℃的测量分辨率,±0.5℃的控制精度.
【总页数】3页(P71-73)
【作者】王龙
【作者单位】湖南大学物理与微电子科学学院,湖南,长沙,410082;湘南学院物电系,湖南,郴州,423000
【正文语种】中文
【中图分类】TP273+.1
【相关文献】
1.基于Pt1000铂电阻的高精度手持温度计研制 [J], 许斌;王彪;张劲广
2.基于PT100的高精度温度采集系统设计与实验研究 [J], 张修太;胡雪惠;翟亚芳;秦长海;张继军
3.基于Pt100铂电阻的无线地温测温系统设计 [J], 龚熙;曾涛;杨维发;蔡明
4.基于卡尔曼滤波的铂电阻高精度水温测量系统设计 [J], 袁闯;赵学亮;魏光华
5.基于单片机的铂电阻高精度温度测控系统 [J], 王延年
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目录摘要 (1)Abstract (1)前言 (1)第一章 PT100 (2)1.1 PT100阻值与温度的关系 (1)1.2 PT100的各种接线方式 (3)第二章ATmega16微处理器 (4)2.1单片微机的发展 (4)2.2 AVR单片机的特点 (4)2.3 AVR与51、PIC单片机的比较 (5)2.4 ATmega16的特性 (5)2.5 ATmega16引脚说明 (8)第三章实验应用 (11)3.1 恒流源的设计 (11)3.2 A/D转换 (11)3.3 PT100温度计算数据的处理 (14)3.4 查表方法 (17)第四章结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)PT100温度测量研究摘要本文介绍了铂热电阻PT100的特性和PT100温度和阻值对应关系，采用16KB的8位AVR微控制器ATmega16协同工作。

通过恒流源将采集到的信号转换成电压信号；再经过A／D转换成数字信号并由单片机系统读取；单片机系统把读取到的数字信号进行识别处理，并换算成与温度对应的数字信号，最后再由LCD显示输出温度值。

关键字： PT100 、温度测量、单片机AbstractThis thesis introduces the features of platinum thermal resistance PT100, and the corresponding relations between temperature and resistance on PT100.During the experiment,a 8bits(16kb)A VR microcontroller ATmega 16 is used. The signal is transformed into voltage signal through a constant-current source; then the voltage signal is transformed into digital signal by A/D, and read by a singlechip system; after that, the singlechip system puts the digital signal into a recognition process, then transformed it into a digital signal which corresponds to the temperature. In the end, the temperature value is displayed through a LCD screen.Key words: PT100、Temperature measurement、SCM前言在工业生产过程中，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。

pt100测温原理PT100是一种常用的温度传感器，它是根据铂电阻的温度特性设计的。

在工业自动化控制领域，PT100传感器被广泛应用于温度测量和控制。

本文将介绍PT100测温原理，帮助读者更好地理解PT100传感器的工作原理和应用。

PT100传感器是一种铂电阻温度传感器，其工作原理基于铂电阻的温度特性。

铂电阻的电阻值随温度的变化而变化，其温度特性可以通过铂电阻的温度系数来描述。

PT100表示铂电阻的电阻值在0摄氏度时为100欧姆，随着温度的升高或降低，铂电阻的电阻值会发生相应的变化。

根据铂电阻的温度特性，可以通过测量PT100的电阻值来确定环境的温度。

PT100传感器通常由铂电阻和外壳组成。

铂电阻被安装在传感器的外壳内部，并与外部环境接触，当外部环境温度发生变化时，铂电阻的电阻值也会随之变化。

通过测量PT100的电阻值，可以计算出外部环境的温度。

PT100传感器的精度和稳定性较高，因此被广泛应用于工业控制系统中。

PT100传感器的测温原理可以通过电阻温度检测电路来实现。

电阻温度检测电路通常由恒流源、测量电压源和测量电压采集电路组成。

恒流源用于提供稳定的电流，测量电压源用于提供稳定的电压，测量电压采集电路用于测量PT100的电阻值。

当PT100的电阻值发生变化时，测量电压采集电路会检测到相应的电压变化，并通过信号处理电路将其转换为温度数值。

在实际应用中，PT100传感器通常与工业控制系统相连接，用于测量环境的温度，并将温度数值传输给控制系统。

控制系统根据温度数值来控制温度调节装置，实现对环境温度的精确控制。

PT100传感器的高精度和稳定性，使其成为工业自动化控制系统中不可或缺的一部分。

总的来说，PT100传感器的测温原理是基于铂电阻的温度特性，通过测量PT100的电阻值来确定环境的温度。

PT100传感器通常与电阻温度检测电路相连接，用于测量环境的温度并将温度数值传输给控制系统。

其高精度和稳定性使其在工业控制领域得到广泛应用。

精密测温之不同思路

Abstract : 工业精密测温在500度以下的最佳选择是铂电阻（Pt100,Pt1K)。Pt100测温精度高，

重复性好，长期稳定性好！要实现精密测温，稳定的传感器是起点，经过信号调理电路、数据处理，最后是温度结果。本文主要偏重通过不一样的数据处理思路来实现精密测温。

精密测温从硬件上讲，元件精度是一方面，关键是所用元件温度稳定性和长时间的稳定性。元件精

度造成的最终偏差可用软件校准。 在从传感器到最终温度结果这一信号链上，抓住两头，Pt100精密稳定， 经过中间链路，最后温度结果可以有偏差，关键是偏差的重复性好，温漂小。这样软件校准就行了。这种方式一般在量程内，通过一定数量的校准点校准，电路的非线性、PT100的非线性都通过校准搞定！。 这种方式，直接建立Pt100 – 显示温度的对应关系。 测温精度受校准点多少，即校准工作量限制。

另一种思路：PT100》精确阻值》查表换算温度。

PT100的温度阻值特性，从-200～650度，精度1度，网上一搜现成的表格。这个对应关系很稳定、

精确！ 所以如果能精确测量PT100随温度变化的阻值，剩下就是查表的问题。查表算法即使用430

系列的MSP430F4152(无硬件浮点乘法）运行，速度、电流消耗对低功耗设计影响不大。 相对于第一种方法，多了一中间环节，精密测阻值。 这其中最大的好处是：PT100的阻值/温度的非

线性，全部交由查表解决，精度1度，而且是-200～650度的量程内。 这样 PT100后面的硬件前端处理电路只要保证精确测量阻值即可。实现这个功能选择很多，TI, ADI,LTC 等都推出了16/24bits SIGMA-DELTA ADC, 有的集成了双路电流源，便于RTD测温。

16Bits ADC 一般集成了前端PGA OP ，双电流源 ， 外部也可直连PT100。这种方式，OP 温漂通

过内部自动校准解决，测量方法上双电流源互换，去除电流源温漂影响。属比例法测温，通过PT100阻值与参考精密电阻比值测阻。 24Bits ADC 用于RTD 测温，可直接连PT100，不用再经过OP 环节，有效降低温漂影响，都不用

pt100温度计工作原理
PT100温度计是一种使用铂作为测量元件的温度传感器。

其工
作原理是基于铂电阻温度系数的变化来测量温度。

铂电阻温度系数是指铂电阻随温度变化时的电阻值变化率。

铂电阻的电阻值随温度的变化非常稳定和可重复，因此非常适合用于温度测量。

PT100温度计通常包括一个由铂电阻制成的传感元件，以及一
个电路进行测量和转换。

铂电阻的电阻值随温度的变化符合国际标准定义的关系式，即在0度时的电阻值为100欧姆
（PT100），并且在不同温度时，电阻值按照一定的比例变化。

测量电路通常利用一个电流源通过铂电阻产生一个电压，然后将电压信号转换成温度信号。

常用的方法是通过测量电压与参考电阻比较，从而得到温度值。

当温度升高时，铂电阻的电阻值增加，反之，当温度降低时，铂电阻的电阻值减小。

利用变化的电阻值，我们可以通过电压或电流的测量来计算温度。

总之，PT100温度计的工作原理是利用铂电阻的温度系数来测
量温度。

根据铂电阻的电阻值与温度之间的关系，我们可以通过测量电压或电流来获得温度值。