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pt100热电阻传感器测温电路

一、  任务

1．了解并且动手制作pt100热电阻传感器

2．可以熟练的使用pt100热电阻传感器测量温度的变化。

3．了解pt100热电阻传感器的工作原理及其使用方法。

4．学习pt100热电阻传感器的应用。

二、  原理

2.1热电阻

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。其中铂热电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。

热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻率随温度的变化而变化的原理制成的。铂属贵重金属,具有耐高温、温度特性好、使用寿命长等特点,因而得到广泛应用。铂电阻阻值与温度之间的关系是非线性,即 :如下表一

               （表一）2.1.1

     Rt = R0 ( I +αt +βt2 ) ( t在0～630℃之间)     

式中: Rt —铂热电阻的电阻值,Ω; R0 —铂热电阻在0℃时的电阻值, R = 100Ω; α—一阶温度系数,α = 3.908 ×10 -3 ( ℃) β—二阶温度系数,β = 5.802 ×10 -7 ( ℃) 在实际测温电路中,测量的是铂电阻的电压量,因而需由铂热电阻的电阻值推导出相应的电压值与温度之间的函数关系,即 Ut = f (Rt ) = f[ f ( t) ]            

2.2  设计方案     

铂热电阻测温电路的总体方案为:依据铂热电阻阻值的测量从而计算出(测量)实际的温度。为了提高测量精度,减少误差,采用三导线单臂电桥测量,测量电压是毫伏级。为此测量电压必须经过放大器放大后,才能输入到微机A /D或V /F部分进行计算机处理,从而实现微机数字化温度测量,提高测温的准确性.

   2.3 原理框图

 图1  系统原理框图

三、  内容

3．1参数计算

3.3.1 测量范围  

0—500℃ 

3.3.2 输出电压   

    0—5.0v 

3.3.3 R0、R1、RT构成桥式电路

图3—1 三线制接法

 3.3.4差动放大电路

图3—2单臂电桥

单臂电桥的输出电压为：

                         图3—3 放大电路

运算放大电路放大倍数：

3．2器件选择

       1. 差动放大器OP-07   1个           

       2.电阻100Ω 3个 ；1kΩ 1个；5.1kΩ 1个；1 kΩ 3个；2 kΩ 1      个

       3. 电容1uf      1个

       4. 热电阻Pt100  1个 

       5. 电位器         2个

       6. 10V直流稳压电源                 

       7. 导线若干

3．3 电路图

                      图2  pt100热电阻传感器原理图

3．4数据分析 

                   表3.4.1铂电阻实验数据

  （1）在万用表测量其输出电压时，相同的时刻可能会有不同的读数值，可采用更精确的测量仪器见效误差。

  （2）pt100的使用不可温度偏底或偏高，这样会使测量误差增大，可选择合适的温度区间进行测量，这样可以避免测量误差，减小误差。

四、  心得体会和建议

在做实验之前，我以为卫门的实验不难做，就像以前做实验那样，但当真正做实验时我才意识到其实并不容易，比学习知识难多了。当动手做时才发现一切都不像学习理论知识那么简单。

我们做的实验是验证pt100热电阻的温度特性。在做实验前，一定要把课本上的知识吃透，因为这是实验的基础，否则，在老师讲解时就会听不懂。通过此次的实验我了解到自己在动手方面的不足以及在知识方面的欠缺。

在做实验时，一定不要着急下手焊接电路板，一定要先将电路研究明白后，只要每个元件，每段电路的作用后方可着手连接电路板。在电路板的焊接过程一定要细心，防止出现虚焊，焊接错误这些常识性问题。通过这次实验，我不仅增加了自己的动手能力，而且了解到自己在动手能力以及基础理论知识方面的不足。在实验中，通过对pt100热电阻特性的讨论分析以及电路的制作，我了解到pt100热电阻的特性以及温度对其电阻的影响。

在这次试验中，我学到了很多东西，加强了我的动手能力，并且培养了我思考的能力。尤其是在作报告时画电路图时，又使我对dxp这个软件有了进一步的了解。还有有不懂得问题时老师会细心讲解而且帮助我们解决困难。

通过本次试验，我对自己在动手方面以及理论知识方面的缺点有了一个重新的认识。自己存在的问题还很多，所以还需努力。下载本文