传Pt100温度传感器

传感器原理与应用Pt100温度传感器实验名称：Pt100温度传感器一、实验目的1.通过自行设计热电阻测温实验方案，加深对温度传感器工作原理的理解。2.学习了解PT100随温度变化特性.3.熟悉仿真软件的使用及调试.4.了解温度传感器的转换电路及放大电路的实现与计算.二、实验内容设计电路图，进行Pt100温度传感器的测量。实现输出电压范围为：-4V~3.5V，测量的温度范围为：0~100（摄氏度），并且记录实验结果，每隔5摄氏度测量一个电压值，并且绘制成曲线图图。三、实验原理1.铂热电阻的工作原理铂热电阻元件作为一种温度传感器，其工作原理是在温度的作用下，铂电阻丝的电阻值随着温度的变化而变化。它的阻值与温度的关系近似线性，其特性方程为当-200℃≤t≤0℃时：230R1(100)tRAtBtCtt（2–1）当0℃≤t≤960℃时：20R(1)tRAtBt（2–2）式中Rt——温度为t℃时铂热电阻的阻值，单位为Ω；0R——温度为0℃时铂热电阻的阻值，单位为Ω；A、B、C——温度系数，它们的数值分别为3023.9080210(1/)AC，705.80210(1/)BC，12044.2735010(1/)CC。PT100的R0为100Ω，在温度为0——100的变化范围内，阻值变化为100——138.5Ω.2.PT100设计参数在0－650℃以内，它的电阻Rt与温度t的关系为：Rt=R0[1+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t]，式中：R0系温度为0℃时的电阻值。A=3.9684*10e(-3)／℃，B=-5.847*10e(-7)／℃，C=-4.22*10e(-12)／℃。铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计。)。3.实验电路图设计的Pt100温度传感器实验电路图如下图所示：参数为：R1=4.8kR2=100R3=50kR4=2425R5=853R6=470R7=100k放大器LM324四、实验仪器1.实验板所需元器件：2000欧电位器一个，5000欧电位器一个，LM324四运放集成电路一个，电阻若干。2.热源、Pt100热电阻（两个）、焊接好的实验板、万用表、导线若干。3.图为LM324四运放集成电路的管脚连接图。五、实验步骤1.利用仿真软件对实验电路图进行仿真，使之达到实验要求，使输出电压范围是-4~3.5V。2.仿真成功后，经过老师检查确认后领器件3.按照实验仿真图，将各元器件焊接在实验板上。将焊接好的实验板与其他器件连接好，对焊好的板子进行调试，调节滑动变阻器使得输出范围为-4.0到+3.5v4.对实验板焊接结果进行检测，证实连接正确后，再接入加热源以及Pt100，对其进行测量，从室温开始加热至100摄氏度，观察输出电压值。并且每升高5摄氏度记录下一个电压输出值。5.实验结束后，关闭电源，上交元器件。六、实验结果1.实物连接图：2.实验数据表温度单位：摄氏度，输出电压值单位：伏特V。温度输出电压值温度输出电压值温度输出电压值测量值理论值测量值理论值测量值理论值035701.26540751.561045801.971550-0.13852.2220550.22902.6625600.61952.1030651.181003.46计算公式为：Vo=[Rf/(R2+Rp1)]I1R0-[Rf/(R3+RP2)]E0+[Rf/(R2+RP1)]I1R0at-[Rf/(R2+RP1)]I1R0bt22.实验数据曲线图七、实验总结实验中，由于滑动变阻器调节不精确以及焊板过程微改变电阻值.读数、器件所存在的误差导致结果有偏差，但误差在允许范围之内。我对电阻温度放大器又有了更深一步的了解，对于Pt100铂热电阻的特性也有了一定认识。达到了本次试验的目的。在实验数据表格中，0~25摄氏度的测量值没有进行填写，是因为测量过程中，室内温度为27摄氏度，条件限制，器件的温度最低为27摄氏度，无法从零摄氏度开始进行测量，所以温度-电压曲线图根据理论计算值所绘。除此之外，实验中同组成员的互相配合协助也是很重要的，认真细心，做好准备是试验成功的关键。