pt100铂热电阻测温实验详解

　　pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。

　　铂热电阻元件作为一种温度传感器，其工作原理是在温度作用下，铂电阻丝的电阻值随着温度的变化而变化。温度和电阻的关系接近于线性关系，偏差极小且随着时间的增长，偏差可以忽略，具有可靠性好、热响应时间短等优点，且电气性能稳定。铂热电阻是一种精确、灵敏、稳定的温度传感器。铂热电阻元件是用微型陶瓷管、孔内装绕制好的铂热电阻丝脱胎线圈制成感温元件，由于感温元件可以做得相当小，因此它可以制成各种微型温度传感器探头。可用于-200～+420℃范围内的温度。

　　PT100铂热电阻测温实验设计参数

　　PT100 铂电阻A 级在0℃时的电阻值R0=100±0.06 Ω；B 级R0=100±0.12 Ω，PT100铂热电阻各种温度对应阻值见分度表23-1。PT100R 允许通过的最大测量电流为5mA，由此产生的温升不大于0.3℃。设计时PT100上通过电流不能大于5mA。我们通过这个实验更加深入的来了解一下热电阻测温实验方案，加深对温度传感器工作原理的理解。

　　

　　实验内容分为三步骤：1．设计PT100 铂热电阻测温实验电路方案；2．测量PT100 的温度与电压关系，要求测温范围为：室温～65℃；温度测量精度：±2℃；输出电压≤4V，输出以电压V方式记录。3．通过测量值进行误差分析。

　　pt100铂热电阻测温实验详解

　　1、完成系统方案设计；

　　实验方案初步设定为如下：

　　

　　电阻阻值计算：

　　考虑图中电路，当铂电阻变化ΔR时，电桥电压

　　

　　只有当R3取很大时才能保持线性。

　　故取R3为350欧姆，R1和R2以及电位器选用仪器上的变阻器，通过调整使节点1和节点2对应的电压差为零，这样当铂电阻受温度的影响发生变化时就会引起节点间的电压差，在实验时，考虑到差动放大器可以临时调节放大倍数，所以此处放大器只作为更进一步调节的备用元件。 通过调零以及放大倍数的调整，使得实验的数据满足本实验的要求，温度变化一度时电压变化约在0.08v左右。

　　电源电压的计算：

　　由于实验要求铂电阻的电流不超过5mA，考虑电源电压不应该超过5*（350+100）=2250mV=2.5V，实验时为保证电流不致太大，考虑将电源电压取为幅值为2V的交流电。

　　2、测取PT100 温度传感器的有关数据（电压、温度变化量等）；计算非线性误差。

　　测取结果如下：

　　

　　3、根据实验内容要求，拟定设计实验步骤 实验步骤如下：

　　I.根据电路图连接电路，电路图见图2-1-1

　　II.将电路差动放大器的增益调至最大，调节变阻器，到显示接近为零，进行调零操作。

　　III.升高温度，观察在各温度下的输出电压值，并记录电压值。

　　实验结果分析：

　　

　　计算灵敏度：k=Δy/Δx=（3.4-0.0024）/（65-13）=0.065 计算线性度：γL=ΔLmax/yFS=0.05/（65-13）=0.1%

　　有实验得到的图形可以看到，实验所得的数据基本上符合实验要求，满足线性关系，而且幅值在0-4v内变化。