Pt100温度传感器

1 测温原理

热电阻（如Pt100）是利用其电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器。
温度变送器通过给热电阻施加一已知激励电流****测量其两端电压的方法得到电阻值（电压/ 电流），再将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。

2 三线接法原理

PT100的阻值与温度变化关系为：当温度为0℃时PT100电阻体的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt0［1+α（t-t0）］　式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。PT100热电阻一般适用于-200~600℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在工程控制中的应用极其广泛。
α=0.00385
t=100
t0=0
Rt0=100
将上面的参数带入上面的公式就得出Rt的值如下：
Rt=138.5=100（1+0.00385（100-0））**
如下图，增加一根导线用以补偿连接导线的电阻引起的测量误差。三线制要求三根导线的材质、线径、长度一致且工作温度相同，使三根导线的电阻值相同，即RL1=RL2=RL3。通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势V1、V2、V3。导线L3接入高输入阻抗电路，IL3=0

热电阻的阻值Rt：

由上图Rt只与V1、V2、V3与I有关，而与电阻没有干系，由此可得三线制接法可补偿连接导线的电阻引起的测量误差。

通常采用恒流源的方式将pt100接入电路，即下面的右图方式。

恒流源电路的设计，有用三极管构成的，有用专门的恒流管，也有用价格低廉的器件通过比较巧妙的设计构成的，本系统是采用价格低廉的运放为核心来构成的，恒流效果十分理想，系统设计的恒流源电路见下图2-2所示。

上图中，由于运放虚地的结果，造成OP-07的反相输入端为0V，而图中1.5K电阻的下端由于运用精密的电压源LM336-2.5，外加调整电路，该点电压可调整为2.500V，而由于运放的输入阻抗极高，输入端可以认为不吸入电流，因此从1.5K电阻上流过的电流大小固定而且一定等于OP-07输出端流入温度传感器PT100的电流，从而达到恒流的效果，连接PT100两端的压差正好反映温度变化的信号送入后级的放大器。
这里值得注意的是恒流效果的好坏与下面几个因素有关，图示1.5K电阻的精度及温度稳定性要好，我们采用的是高精度高稳定的电阻；还有是一定要选择输入阻抗高的运放，包括产生虚地处的运放（图中OP-07）和后级的放大器（图中的AD620），否则较大的输入电流也将直接影响恒流的效果；最后一点是参考电压（图中是－2.5V）的稳定性要高，这里的参考电压采用是LM336-2.5V作为参考电压基准。