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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 溫度傳感器

pt傳感器電路：pt100溫度傳感器原理,pt100溫度傳感器電路

發布日期：2022-10-09 點擊率：73

pt傳感器電路：pt100溫度傳感器原理,pt100溫度傳感器電路第1張

pt傳感器電路：pt100溫度傳感器原理,pt100溫度傳感器電路

　　PT100是一個溫度傳感器，是一種穩定性和線性都比較好的鉑絲熱電阻傳感器，可以工作在 -200℃ 至 650℃ 的范圍。
　　電阻式溫度檢測器（RTD，Resistance Temperature Detector）是一種物質材料作成的電阻，它會隨溫度的上升而改變電阻值，如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻係數，如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負電阻系數。大部分電阻式溫度檢測器是以金屬作成的，其中以白金（Pt）作成的電阻式溫度檢測器，最為穩定－耐酸堿、不會變質、相當線性。。.，最受工業界采用。
　　PT100溫度感測器是一種以白金（Pt）作成的電阻式溫度檢測器，屬于正電阻系數，其電阻和溫度變化的關系式如下：R=Ro（1+αT）其中α=0.，Ro為100ω（在0℃的電阻值），T為攝氏溫度《br》因此白金作成的電阻式溫度檢測器，又稱為PT100。
　　1：Vo=2.55mA ×100（1+0.T）=0.255+T/1000 。
　　2：量測Vo時，不可分出任何電流，否則量測值會不準。電路分析由于一般電源供應較多零件之后，電源是帶雜訊的，因此我們使用齊納二極體作為穩壓零件，由于7.2V齊納二極體的作用，使得1K電阻和5K可變電阻之電壓和為6.5V，靠5K可變電阻的調整可決定電晶體的射（集極）極電流，而我們須將集極電流調為2.55mA，使得量測電壓V如箭頭所示為0.255+T/1000。其后的非反向放大器，輸入電阻幾乎無限大，同時又放大10倍，使得運算放大器輸出為2.55+T/100。6V齊納二極體的作用如7.2V齊納二極體的作用，我們利用它調出2.55V，因此電壓追隨器的輸出電壓V1
　　亦為2.55V。其后差動放大器之輸出為Vo=10（V2-V1）=10（2.55+T/100-2.55）=T/10，如果現在室溫為25℃，則輸出電壓為2.5V。
　　
　　工作原理：
　　傳感器的接入非常簡單，從系統的 5V 供電端僅僅通過一支 3K92 的電阻就連接到 PT100 了。這種接法通常會引起嚴重的非線性問題，但是。由于有了單片機的軟件校正作為后盾，因此就簡化了傳感器的接入方式。
　　

pt傳感器電路：pt100溫度傳感器原理,pt100溫度傳感器電路第2張

pt傳感器電路：pt100溫度傳感器電路圖 pt100溫度傳感器介紹

pt傳感器電路：PT100溫度傳感器電路圖

工作原理：放大電路采用LM358 集成運算放大器，為了防止單級放大倍數過高帶來的非線性誤差，放大電路采用兩級放大，如圖 5.1 所示，前一級約為10 倍，后一級約為3倍。溫度在0~100 度變化，當溫度上升時，Pt100 阻值變大，輸入放大電路的差分信號變大，放大電路的輸出電壓Av 對應升高。
R2、R3、R4 和Pt100 組成傳感器測量電橋，為了保證電橋輸出電壓信號的穩定性，電橋的輸入電壓通過TL431 穩至2.5V。從電橋獲取的差分信號通過兩級運放放大后輸入單片機。電橋的一個橋臂采用可調電阻R3，通過調節R3 可以調整輸入到運放的差分電壓信號大小，通常用于調整零點。
注意：雖然電橋部分已經經過TL431 穩壓，但是整個模塊的電壓VCC 一定要穩定，否則隨著VCC 的波動，運放LM358 的工作電壓波動，輸出電壓Av 隨之波動，最后導致A/D 轉換的結果波動，測量結果上下跳變。
pt傳感器電路：pt100溫度傳感器原理,pt100溫度傳感器電路第3張

pt傳感器電路：熱電阻pt100溫度傳感器電路圖工作原理圖解

　　PT100是一種正溫度系數的熱敏電阻。說到什么是正溫度系數？就必須要結合負溫度系數來講了。隨著溫度的升高，電阻的阻值變大，就是正溫度系數的熱敏電阻，相反，如果隨著溫度的升高，電阻的阻值變小，就是負溫度系數的熱敏電阻。
　　PT100之所以應用很廣泛，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換。
　　網上流傳有很多電路，很多電路其實都是不能當作產品用的。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為電橋電路提供標準的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果。所以，你現在就可以理解了，兩線制的PT100，只適合短距離的應用。長距離的應用，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：
　　假設現在是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。假設現在零下一度了，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。

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