pt100温度传感器的工作电路及原理与pt100温度传感器的检定点选择

　　pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。

　　

　　温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。 由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温传感器就会相应产生。

　　由于PT100热电阻的温度与阻值变化关系，人们便利用它的这一特性，发明并生产了PT100热电阻温度传感器。它是集温度湿度采集于一体的智能传感器。温度的采集范围可以在-200℃～+850℃，湿度采集范围是0%～100%。

　　pt100温度传感器的工作电路工作原理

　　PT100是一种正温度系数的热敏电阻。说到什么是正温度系数？就必须要结合负温度系数来讲了。随着温度的升高，电阻的阻值变大，就是正温度系数的热敏电阻，相反，如果随着温度的升高，电阻的阻值变小，就是负温度系数的热敏电阻。

　　PT100之所以应用很广泛，不仅是因为它可以测的温度范围宽（零下几十度到零上几百度），还因为它的线性度非常好。“线性度”，说的直白一点就是温度每变化一度，电阻的阻值升高的幅度是基本相同的。这样，就大大的简化了我们的程序。

　　

　　不过，PT100也有它的缺点，就是温度每上升一度，阻值变化太小了，只有0.39欧姆。这样就需要硬件上提供高精度低噪声的转换。

　　网上流传有很多电路，很多电路其实都是不能当作产品用的。下面给大家提供一种高精度的电路，就是成本有些高，不过品质好。

　　

　　对于测温电路，其实有很多可以值得研究的地方，小电路有大智慧。比如，你可以一眼就看出来这个电路不能测零下的温度吗？你可以计算出来这个电路可以测量的温度范围是从多少度到多少度吗？你可以修改这个电路，让它可以测到你所需要的温度范围吗？如果把反相（-IN）和同相（+IN）两条线调换，后果如何？

　　看看，你觉得电路简单，那么上面的问题都可以回答吗？

　　电路解释：

　　越简单的电路，稳定性就越好。该电路中的四个电阻都需要用0.1%精度的。电路只用了一个电桥和一个差分放大器。R2 R3 R4与PT100组成电桥电路，REF3030为电桥电路提供标准的3.00V电压。AD623用一个2K的放大反馈电阻精确的把电桥的压差放大51倍。（为什么是51倍，详见AD623的datasheet）

　　PT100接法：

　　细心的小伙伴，会研究一下PT100的接法。PT100一般有两线和三线的传感器。因为线本身肯定有电阻，而上面也提到过，每变化一度，PT100只变化0.39欧姆，那么如果PT100的线很长的话，电阻就越大，线不同，电阻就不同，就肯定会大大的影响测出来的结果。所以，你现在就可以理解了，两线制的PT100，只适合短距离的应用。长距离的应用，就要用三线制。再让我们看看三线制是如何把电线上的电阻影响排除的。算了，还是下篇再讲吧，这个要画几个图才讲的清楚，时间不早了，懒得画了。

　　测温范围：

　　假设现在是0度，那么PT100的阻值就是100欧姆，在电路中的话，电桥的压差就是0V，所以最后也是0V，也就是测到0V的话，就是0度。假设现在零下一度了，PT100的阻值就小于100欧了，同相的电压就会比反相的电压小，得到的电压永远就0V了，所以这个电路就测不到0度以下。

　　AD623最大输出3.3V电压，3300/51=64.7mV，也就是说，电桥的压差，最大只能是64.7mV，再大的压差，AD623的输出也最大是3.3V了。反相臂的电压，固定是（3000/2100）*100=142.86mV，那么同相臂的电压最大只能是142.86+64.7=207.56mV，对应PT100的电阻就等于207.56/（（3000-207.56）/2000）=148.66欧姆。

　　

　　然后再查表，就可以看出，最大测温点差不多就是个127度。所以这个电路的测温范围就是0~127度。

　　pt100热电偶温度传感器的检定点的选择与检定方法

　　Pt100检定点选择与基本方法

　　1、各等级Pt100的检定点，均应选择0℃和100℃，并检查实际电阻温度系数a的符合性；

　　2、当△a不符合要求时，应进行表1中相应允差等级有效温度范围的上限（或下限）的温度的检定；

　　3、Pt100和二等标准铂电阻温度计的电阻值测量，均应采用四线制测量方法；

　　4、校验Pt100时通过热电阻电流应不大于1mA，宜选用符合测量准确度要求的数字多用表；铂电阻的办法，交替重复不少于4次（包括电流换向），分别取平均值作为测量结果。

　　R0（温度为0℃时的电阻值）的检定

　　1、在冰点槽（或具有0℃的恒温槽，偏差不超过±0.2℃）中，分别测量Pt100的电阻值与二等标准铂电阻温度计测量的温度，比较和计算其0℃的偏差值±△t0；

　　2、保护管可以拆卸的热电阻，应放置在内径略大于感温元件直径的玻璃试管中，管口用脱脂棉或木塞塞紧后，插入冰水充分混合的冰点槽内，插入深度应不小于30mm；

　　3、保护管不可拆卸的Pt100热电阻，可直接插入介质中，检定时测量数据稳定所方可读数；

　　4、如果使用0℃恒温槽，Pt100热电阻应有足够的插入深度，尽可能减少热损失；

　　5、检定AA级以上的Pt100热电阻，为减小测试不确定度，宜在水三相点瓶中测量。

　　R100（温度为100℃时的电阻值）和Rt（温度为t℃时的电阻值）的检定

　　1、在100℃的恒温槽中测量Pt100热电阻R100的电阻值，并与二等标准铂电阻温度计测量的温度进行比较，计算其100℃的偏差值△t100；

　　2、可拆卸Pt100热电阻的Rt检定与R0的检定一样，将感温元件放置在玻璃试管中（检定温度高于400℃应放置在石英试管中）；

　　3、插入恒温槽并保证足够的插入深度，待热平衡后继续增加插入深度l0mm，重新达到热平衡后电阻值的变化，应不超过允许误差的5%；

　　4、当温度t高于500℃，热电阻应以小于1℃/min的速率随槽冷却至0℃后，再从控温槽中取出；

　　5、恒温槽的检定点温度应不超过±2℃，且10min之内变化应不超过±0.02℃。

　　

　　工业Pt100热电阻允许误差表

　　R0和R100电阻值的合格判断

　　1、在有效温度范围内，热电阻的电阻值通过分度表查算出的温度t与真实温度的最大偏差，应不超过上表给定的允差值。

　　2、Pt100（0℃时电阻值为100的铂电阻）和Cu100（0℃时电阻值为100的铜电阻）标称值及符合允差要求的R0和R100范围见下表。