热电阻Pt100测温电路调试体会

### 热电阻Pt100测温电路调试体会 #### 铂电阻温度传感器概述 铂电阻温度传感器，以其高精度、宽测量范围（-200℃～650℃）、良好的复现性和稳定性，成为中温测量领域的优选方案。其中，Pt100作为主流的测温元件，在-50℃~600℃区间内展现出无可匹敌的性能，具备高精度、优异的稳定性和较强的抗干扰能力。 #### Pt100电阻特性与校正 Pt100的电阻值与温度之间存在非线性关系，这要求在测量过程中进行非线性校正。校正方式分为模拟电路校正和数字化校正。模拟校正虽简便，但精度有限，且易受温度漂移等因素干扰；数字化校正则需在微处理器中实现，通过查表方式计算温度，首先将Pt100的电阻值与温度的关系存储于EEPROM中，依据实际AD读数值查找对应温度值，确保测量准确性。 #### Pt100接法与采样电路 - **三线制与两线制接法**：三线制接法有效抵消了引线电阻的影响，提高了测量精度，而两线制接法则较为简单，但可能引入误差。 - **常用电路**：桥式测温电路和恒流源式测温电路。桥式电路适用于精确测量，恒流源电路则简化了电路设计。 #### 桥式测温电路详解 **原理与设计**： 1. **参考电压**：采用TL431和电位器调节产生4.096V参考电压。 2. **电桥组成**：由R1、R2、VR2和Pt100构成，R1=R2，VR2为100Ω精密电阻。 3. **信号处理**：电桥输出的压差信号经LM324放大，输出符合需求的电压信号，便于AD转换。 **调试要点**： 1. **电桥输出**：通过调整R1和R2，改变电桥输出的压差大小。 2. **放大倍数调节**：R5/R3的比值决定电压信号放大倍数，适应不同温度范围的需求。 3. **负反馈必要性**：放大电路需采用负反馈结构，以保证电路稳定工作。 4. **温度零点设定**：通过调节VR2阻值，可以设定不同的温度零点。 5. **实际输出计算**：实际输出信号与理论值存在差异，应依据电路实际参数进行计算。 6. **电源稳定性**：电桥正电源应接稳定的参考基准，避免电压波动影响测量结果。 #### 恒流源式测温电路解析 **工作原理**： 1. **恒流源产生**：运放U1A将4.096V基准电压转换为恒流源。 2. **压降放大**：电流流过Pt100产生的压降经U1B放大后输出。 3. **恒流源等效**：电路等效为恒流源流过Pt100，电流大小取决于基准电压和R1。 **设计与调试**： 1. **基准电压源**：TL431可提供稳定的基准电压。 2. **电流限制**：恒流源输出电流不宜超过1mA，避免Pt100自热效应。 3. **供电优化**：测量范围广时，改用±15V双电源供电提升电路性能。 4. **输入阻抗提高**：选择高阻值的R2、R3，增加U1B输入阻抗。 #### 结论 Pt100测温电路的设计与调试，需综合考虑电路稳定性、精度和抗干扰能力。桥式电路适合精度要求高的场合，而恒流源式电路则简化了设计流程。无论是哪种电路，合理选择元件参数、确保电源稳定以及恰当的校正策略，都是实现高精度温度测量的关键。