什么是PT100传感器热敏电阻? 3-线式PT100温度探头

PT100热敏电阻传感器概述 :
当PT100处于 0 摄氏度, 它的电阻是 100 欧姆, 这就是它被命名为 PT100 的原因. 随着温度升高，其电阻会以近似均匀的速率增加. 但它们之间的关系并不是简单的比例关系, 但应该更接近抛物线. 由于PT100每摄氏度阻值的隔离度很小, 1Ω以内, 注定会有更复杂的电路, 因为在实际使用中, 电线会更长, 会有线路电阻, 并且会有干扰, 所以读取电阻比较麻烦. PT100通常有两线制, 三线和四线测量方法, 各有其优点和缺点. 电线越多, 测量电路越复杂，成本越高, 但相应的精度较好. 通常有几种测试方案, 使用专用IC读取, 或恒流源, 或构建一个运算放大器. 专用IC自然价格昂贵, 因此本文使用运算放大器来构建和收集 PT100 电阻值. 下图为PT100秤的部分图片:

Pt100芯片, 那是, 它的电阻是 100 欧姆在 0 度, 18.52 欧姆在 -200 度, 175.86 欧姆在 200 度, 和 375.70 欧姆在 800 度.

PT100 K型热电阻, 热电偶温度传感器温度探头

3-线式PT100温度探头

表面贴装温度传感器pt100铂热电阻电机温度探头

热阻公式的形式为Rt=Ro(1+A*t+B*t*t);Rt=Ro[1+A*t+B*t*t+C(t-100)*t*t*t], t 代表摄氏温度, Ro为零摄氏度时的电阻值, A, 乙, C均为指定系数, 对于Pt100, Ro=100℃.

Pt100温度传感器测量范围:
-200℃～+850℃; 允许偏差值△℃: A级±(0.15＋0.002│t│), B级±(0.30＋0.005│t│). 热响应时间 <30s; 最小插入深度: 热电阻最小插入深度≥200mm.

允许电流≤5mA. 此外, Pt100温度传感器还具有抗振动的优点, 稳定性好, 高精度, 和耐高压.

看? 电流不能大于5mA, 并且电阻随温度变化, 所以电压也应该注意.

为了提高温度测量的准确性, 应使用1V桥式电源, A/D转换器的5V参考电源应稳定在1mV电平. 如果价格允许的话, Pt100 传感器的线性度, A/D转换器和运放应该是高电平. 同时, 利用软件对其误差进行修正，可使测量温度精确至±0.2℃.

Pt100温度传感器的使用, Pt100温度传感器是模拟信号. 实际应用中有两种形式: 一是不需要显示，主要采集到plc. 在这种情况下, 使用时, 只需要一颗PT100集成电路. 需要注意的是，该集成电路收集的不是电流信号而是电阻值. pt100集成电路 (需要+-12VDC电源提供工作电压) 直接将采集到的电阻转换成1-5VDC输入PLC. 经过简单的 +-*/ 计算, 即可得到对应的温度值 (该形式可以同时采集多个通道). 另一种类型是单个 pt100 温度传感器 (工作电源为24VDC), 产生4-20MA电流, 然后通过4-20MA电流电路板将4-20MA电流转换成1-5V电压. 不同的是它可以连接电磁指示仪表. 其余基本相同, 所以我不会详细解释.

应用范围
* 轴承, 气缸, 油管, 水管, 蒸汽管, 纺织机, 空调, 热水器等小空间工业设备温度测量与控制.
* 汽车空调, 冰箱, 冰柜, 饮水机, 咖啡机, 烘干机, 中低温干燥箱, 恒温箱, ETC.
* 供热/制冷管道热量计量, 中央空调分户热能计量及工业现场温度测控.

三线PT100原理概述
上图是三线制PT100前置放大电路. PT100传感器引出三根完全相同材质的导线, 线径和长度, 连接方法如图. 在R14组成的电桥电路上施加2V电压, R20, R15, Z1, PT100及其线电阻. Z1, Z2, Z3, D11, D12, D83及各电容在电路中起滤波和保护作用. 静态分析时可以忽略它们. Z1, Z2, Z3可视为短路, 和D11, D12, D83及各个电容可视为开路. 来自电阻分压器, V3=2*R20/(R14+20)=200/1100=2/11 ……一个. 来自虚拟短片, 引脚电压 6 和 7 U8B的电压等于引脚电压 5 V4=V3 ……乙. 从虚短路, 我们知道U8A的第二脚没有电流流过, 所以流经R18和R19的电流相等. (V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……c. 从虚短路, 我们知道U8A的第三脚没有电流流过, V1=V7 ……d. 在桥式电路中, R15与Z1串联, PT100和线路电阻, PT100与线路电阻串联得到的电压通过电阻R17加到U8A的第三脚, V7=2*(接收+2R0)/(R15+Rx+2R0) ……e. 从虚短路, 我们知道U8A的第三脚和第二脚电压相等, V1=V2 ……f. 来自 abcdef, 我们得到 (V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2. 简化版, 我们得到V5=(102.2*V7-100V3)/2.2, 那是, V5=(204.4(接收+2R0)/(1000+接收+2R0) – 200/11)/2.2 ……克. 上式中的输出电压V5是Rx的函数. 我们来看一下线路电阻的影响. 注意电路图中有两个V5. 在上下文中, 我们参考U8A上的那个. 两者之间没有关系. PT100底部线电阻上产生的压降经过中间线电阻, Z2, 和R22, 并添加到U8C的第10脚. 从虚拟断开, 我们知道V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0) ……一个. (V6-V10)/R25=V10/R26……乙. 从假想的短路, 我们知道V10=V5……c. 由公式 abc, 我们得到V6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/[2.2(1000+接收+2R0)]……小时. 由式gh组成的方程组, 我们知道如果测量V5和V6的值, Rx和R0可以计算. 了解接收, 我们可以通过查看 PT100 刻度来了解温度. 所以, 我们得到两个公式, 即V6=204.4R0/[2.2(1000+接收+2R0)] V5=(204.4(接收+2R0)/(1000+接收+2R0) – 200/11)/2.2. V5和V6是我们要收集的电压, 这是已知的条件. 得到最终的公式, 我们必须解决这两个公式. 顺便一提, Z1, Z2、Z3为三个三端滤波过孔电容. 实际实物如下图所示, 具有插入式和表面贴装版本.