PT1000温度测量
基于PT1000的温度测量仪设计
摘要：本文主要介绍了温度测量仪的设计，包括硬件设计和软件设计。文中首先介绍系统总体结构，接着对系统设计过程进行具体介绍（包括硬件部分和软件部分），最后对本次设计进行总结。在本次设计中选用了PT1000作为温度传感器，采用恒流源测温方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。总的来说，该设计是可行的。
关键词：温度PT1000热电阻AT89C51单片机
Design of temperature measuring
instrument based on PT1000
Abstract:This paper mainly introduces the design of temperature measuring instrument, including the hardware design and software design. This paper introduces the overall structure of the system, then the system design process were introduced ( including the hardware part and software ), the last of this design were summarized in this paper. In this design chose PT1000 as a temperature sensor, adopts a constant-current source method for temperature measurement, through the microcontroller to control, amplifier, A / D converter temperature signal acquisition. In general, the design is feasible.
Key words: AT89C51 microcontroller; Pt1000 thermal resistance; temperature;
一、设计目的和意义
温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量，也是工业控制中主要的被控参数之一。对温度的测量与控制在现代工业中也是运用的越来越广泛。作为在各种控制场合经常使用的传感器，它的性能好坏会直接影响到系统性能。因此，要选择适当的传感器，不仅要掌握各种类型传感器的结构、原理及性能指标，还必须懂得传感器的信号应该如何控制、处理和现实，只有通过对传感器应用实例的分析了解，才能掌握传感器的开发和应用。现在越来越多的传感器被用于各个领域，且为了提高自身的功效、时效及生产力，各领域的专家们也在自主研发适用于该领域的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
温度传感器是其中重要的一类传器。其发展速度之快，以及其应用之广，且还有很大潜力。为了提高对传感器的认识和了解，基于实用、广泛和典型的原则
设计了本系统。
二、控制要求
1、使用PT1000设计放大测量电路，如桥式测量电路。
2、设计放大电路和滤波电路，使用A/D和MCU完成数据采集、处理显示。
3、搭建电路完成调试
4、分析结果
5、测量范围0~120度，精度0.5度。
6、实时显示温度，精确到两位小数。
三、设计方案论证
根据要求，本设计的测温模拟电路是把当前PT1000热电阻传感器的电阻值，转换为容易测量的电压值，经过放大器放大信号后送给A/D转换器把模拟电压转为数字信号后传给单片机AT89C51，单片机再根据公式换算把测量得的温度传感器的电阻值转换为温度值，并将数据送出到LED数码管进行显示。
本设计系统包括了温度测量单元，信号处理单元，A/D转换模块，数据处理与控制模块，温度显示五个部分。
系统结构图如图1所示：
图1 系统结构总框图
四、系统设计
1、硬件设计
（1）温度测量电路
本方案采用惠斯顿电桥测量温度，此种方法中电桥的四个电阻中三个是恒定的，另一个用Pt1000热电阻，当Pt1000电阻值变化时，测试端产生一个电势差，由此电势差换算出温度。测量电路图如图2 惠斯顿电桥测量温度电路：
图2 惠斯顿电桥测量温度电路
另一种方案采用恒流源测量电路的方法，通过电路提供一个恒流源，使通过PT1000的电流恒定不变，即PT1000上产生的压降只与它自身阻值有关。具体点电路图如图3 恒流源测量温度电路：
图3 恒流源测量温度电路
考虑到电路的难易、性能以及其他参数指标的计算方便与否，本次设计选用了惠斯顿电桥测量温度的方法。
（2）信号放大电路（包括滤波电路）
使用LM358对PT1000上产生的压降进行放大，在这个电路中放大倍数为10倍。具体电路如图4 信号放大及滤波电路：
图4 信号放大及滤波电路
LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
（3）A/D转换电路
使用ADC0808对模拟信号进行转换，输入AT89C51进行处理。具体电路图如图5 A/D转换电路：
图5 A/D转换电路
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
（4）数据处理电路
通过AT89C51单片机对ADC0808处理后的数据进行分析计算以用作输出。具体电路图如图6 数据处理电路：
图6 数据处理电路
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
（5）显示电路
使用5位7段共阴LED数码管对AT89C51处理后的数据进行显示。具体电路图如图7 显示电路：
图7 显示电路
根据要求，显示最高位为百位，最低位为小数点后两位。
2、软件设计
软件部分分为延时子程序，显示子程序，数据处理子程序以及主程序四个部分。程序主流程图如下：
图8 系统总流程图
（1）主程序
用于控制单片机开关中断和调用子程序以实现数据的处理和显示，流程图如
下：
图9 主程序流程图
（2）显示子程序
用于控制LED显示，流程图如下：
图10 显示程序流程图
（3）数据处理子程序
用于将A/D转换后的数据转换为对应温度输出，流程图如下：
图11 数据处理程序流程图
本设计使用的PT1000热电阻铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT 后的1000即表示它在0℃时阻值为1000欧姆，在300℃时它的阻值约为2120.515欧姆。它的工业原理：当PT1000在0摄氏度的时候它的阻值为1000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。
根据阻值求温度的方法有两种：查表法和计算法。查表法相对计算法速度快，但精度低，且占用一定数量的程序空间。如果对温度精度要求较高且程序存储器资源有限，最好是用计算法。
铂电阻在在0~850o C 时，其温度和阻值符合下面的函数关系：
).1(2
0BT AT R R T
++= （1） R T 为温度T 时的铂电阻阻值，R 0为0o C 时的铂电阻阻值，式中系数为： A=3.9083×10-3o C -1 （2） B=－5.775×10-7o C -2 （3）
这样，通过求解上式的反函数，就可以得到阻值和温度的对应关系：
0T =
（4）
带入数据得：
T =
（5）
这样，得到铂电阻阻值后通过上式即可计算出相对应的温度。 本次设计要求测量温度范围为0~120 o C ，根据这项要求得到下表：
表1 PT1000温度-阻值对照
根据实际测试，记录并计算出A/D转换输出值（ad_data）处理后的数值（cl）与对应温度的函数关系，写入程序。
表2 温度-ad_data-cl对照
综上，列写出T与cl的函数关系式：
0~10 o C y1=2.55(x-66.66); （6）10~20 o C y2=1.69(x-70.59)+10 ; （7）20~70 o C y3=2.55(x-76.47)+20 ; （8）70~80 o C y4=5.10(x-96.07)+70 ; （9）80~110 o C y5=2.54(x-98.03)+80 ; （10）110~120o C y6=5.10(x-109.80)+110 ; （11）五、设计结果及分析
实际测量结果如表3 实际阻值-温度对照表
种差距的主要原因是计算理论阻值-温度关系时对值进行了近似处理，而之后的计算中同样存在大量近似处理。由此实际测量值和理论值之间存在着差距。
另外，电路的连接中，各个电阻的阻值不全是完全符合设计要求，这种情况也会造成结果误差。
六、结束语
本温度测量系统设计，是采用PT1000温度传感器经过放大和A/D转换器送到
单片机进行控制温度显示。经过多次的修改和调试测量，本设计基本符合设计要求，由于受人为因素和软硬件的限制，系统难免不了带来一些误差，但通过调节和精确计算可以减小误差。
通过这次温度测量仪的设计，我对温度测量控制有了进一步的了解和学习，同时再次复习了AT89C51的使用。本设计的重点和难点是，怎样将PT1000检测到的温度信号转化为单片机能够识别的电信号，为此我查阅了很多资料。同样在绘制温度检测电路时我原本更加倾向于使用恒流源检测方式，然而经过多次努力都未能实现其恒流，最后还是选择了老师建议的桥式测量法。
通过本次设计，我了解并掌握了传感器的基本理论知识，更深入的掌握单片机的开发应用和编程控制，为今后的从事软件事业打下了坚实的基础。
参考文献
[1]张淑英.传感器原理及应用.天津大学出版社，2005年
[2]张俊謨.单片机中级教程.北京航空航天大学出版社，2006年
[3]李志全等.智能仪表设计原理及应用.国防工业出版社，1998年
[4]郑建国.一种高精度的铂电阻温度测量方案.自动化仪表，1997年
[5]杨振江等.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用.西安电子科技大学出版社，2001年
[6]周航慈.单片机应用程序设计，北京航空航天大学出版社，1991年
[7]李建民.单片机在温度控制系统中的应用，江汉大学学报，1996年
附录（程序、电路图等）
图12 温度测量电路总图
程序：
#include
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit ST=P3^0; //定义端口
sbit OE=P3^1;
sbit EOC=P3^2;
sbit l1=P2^0;
sbit l2=P2^1;
sbit l3=P2^2;
sbit l4=P2^3;
sbit l5=P2^4;
sbit u=P2^5;
sbit point=P1^7;
uchar ad_data;
uchar data dis[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
uchar code led_seg_code[ ]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
//代表0~9（数码管7段码）
void delay(unsigned int i)//延时子程序
{ while(--i); }
void led_show(void) //LED显示子程序
{
P1=led_seg_code[dis[4]];
l1=0;
delay(1);
l1=1;
P1=led_seg_code[dis[3]];
l2=0;
delay(1);
l2=1;
P1=led_seg_code[dis[2]];
point=1;
l3=0;
delay(1);
l3=1;
P1=led_seg_code[dis[1]];
l4=0;
delay(1);
l4=1;
P1=led_seg_code[dis[0]];
l5=0;
delay(1);
l5=1;
}
void data_pro(void) //数据处理子程序{
uint cl=0,wd=0;
cl=(uint)(ad_data/0.51);
if(0<=cl&&cl<=71)
wd=2.55*(cl-66.66);
else if(70 wd=1.69*(cl-70.58)+10; else if(76 wd=2.55*(cl-76.47)+20; else if(96 wd=5.10*(cl-96.07)+70; else if(98 wd=2.54*(cl-98.03)+80; else if(109 wd=5.10*(cl-109.80)+110; dis[4]=wd/10000; //百位 dis[3]=wd/1000%10; //十位 dis[2]=wd/100%10; //个位 dis[1]=wd/10%10; //小数点后第一位 dis[0]=wd%10; //小数点后第二位 } void main(void) { TMOD=0x01;//定时器工作于方式1 TH0=(65536-5)/256;//定时器赋初值 TL0=(65536-5)%256; EA=1; //CPU开中断总允许 ET0=1;//开定时中断 TR0=1;//启动定时 ad_data=0; while(1) { ST=0; //初始化启动转换位 ST=1; //开始A/D转换 ST=0; while(EOC==0) //判断转换是否结束，EOC=1结束，反之未结束 OE=1; //允许输出 ad_data=P0; //转换结果输入P0口 data_pro(); //数据处理子程序 led_show(); //LED显示子程序 } } void timer0() interrupt 1 //定时器0 { TH0=(65536-5)/256; TL0=(65536-5)%256; u=~u; } PT100温度传感器测量电路 温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围。 整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分。 前置放大部分原理图如下： 工作原理: 传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式. 按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式：Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格： 单片机的 10 位 A/D 在满度量程下，最大显示为 1023 字，为了得到PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为10.466 。 关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635的结果。实际上，500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为 450 个字，因此，公式中的500℃ 在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。其实，计算的方法有多种，关键是要按照传感器的mV/℃ 为依据而不是以被测温度值为依据，我们看看加上非线性校正系数：10.47*1.1117=11.639499 ，这样，热心朋友的计算结果就吻合了。 运算放大器分为两级，后级固定放大 5 倍（原理图中 12K/3K+1=5），前级放大为：10.465922/5=2.0931844 倍,为了防止调整时的元器件及其他偏差，使用了一只精密微调电位器对放大倍数进行细调，可以保证比较准确地调整到所需要的放大倍数(原理图中 10K/(8K2+Rw)+1)。 PT100铂电阻的温度和阻值对应关系 pt100温度与阻值对照表 pt100pt100pt100 温度(℃)阻值(ω)0100温度(℃)阻值(ω) -200 18.49 10 103.9 210 179.51 -190 22.8 20 107.79 220 183.17 -180 27.08 30 111.67 230 186.32 -170 31.32 40 115.54 240 190.45 -160 35.53 50 119.4 250 194.07 -150 39.71 60 123.24 260 197.69 -140 43.87 70 127.07 270 201.29 -130 48 80 130.89 280 204.88 -120 52.11 90 134.7 290 208.45 -110 56.19 100 138.5 300 212.02 -100 60.25 110 142.29 310 215.57 -90 64.3 120 146.06 320 219.12 -80 68.33 130 149.82 330 222.65 -70 72.33 140 153.58 340 226.17 -60 76.33 150 157.31 350 229.67 -50 80.31 160 161.04 360 233.17 -40 84.27 170 164.76 370 236.65 -30 88.22 180 168.46 380 240.13 -20 92.16 190 172.16 390 243.59 -10 96.09 200 175.84 400 247.04 pt100温度传感器原理 PT100是一个温度传感器,是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在-200℃至650℃的范围. 电阻式温度检测器(RTD,Resistance Temperature Detector)是一种物质材料作成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成的,其中以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,最为稳定－耐酸碱、不会变质、相当线性...,最受工业界采用。 PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度 ptioo温度传感器原理 PT100是一个温度传感器，是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器，可以工作在-200C至650 C的范围. 电阻式温度检测器(RTD,Resistanee Temperature Detector)是一种物质材料作成的电阻，它会随温度的上升而改变电阻值，如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数，如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成的，其中以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器，最为稳定—耐酸碱、不会变质、相当线性…,最受工业界采用。 PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器，属于正电阻系数，其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+a T)其中a =0.00392,R(为100 Q在0C的电阻值),T为摄氏温度＜br＞因此白金作成的电阻式温度检测器，又称为PT100。 1: Vo=2.55mA Xl00(1+0.00392T)=0.255+T/1000。 2:量测Vo时，不可分出任何电流，否则量测值会不準。电路分析由于一般电源供应较多零件之后，电源是带杂讯的，因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件，由于7.2V齐纳二极体的作用，使得1K电阻和5K可变电阻之电压和为6.5V靠5K可变电阻的调整可决定电晶体的射(集极)极电流，而我们须将集极电流调为 2.55mA,使得量测电压V如箭头所示为0.255+T/1000。其后的非反向放大器，输入电阻几乎无限大，同时又放大10倍，使得运算放大器输出为2.55+T/100°6V齐纳二极体的作用如7.2V 齐纳二极体的作用，我们利用它调出2.55V,因此电压追随器的输出电压 V1 亦为2.55V。其后差动放大器之输出为 电路基础 一、线路板:（PCB）print circuit board 1、线路板的组成：线路板又称印刷电路板，一般是两层板、四层板、六层板。由环氧树脂板（绝缘）和 敷铜板组成，电路是敷铜板经过三氯化铁腐蚀而成。在印刷电路板上我们可见：元件孔、线路（铜泊、 敷铜）、阻焊膜、（红色、紫色、绿色等级）、焊盘、(焊点、)过孔、（孔壁镀铜、连接各层线路） 2、焊锡配方：63%锡、37%铅、熔点183℃。焊丝一般中心都有松香助焊清洁剂。 3、线路板的分类： a、按元件安装方式分：插装（THT）如CRT显示器、ATX电源、打印机、复印机等； 贴片装如电脑主板和笔记本电脑主板等。 b、按线路板层数分：单层（CRT、ATX）、双层（CRT、A TX、打印机、复印机）、四层（主板、MP3）、 六层（笔记本6-11层）、八层； 接地孔：（地线概念） 一般来说四层板的上下两层是信号线和部分供电线和地线。 中间两层，一层是供电层，一层是地线。供电层和地线层的导线都比较宽，能够承受较大的电流。 4、线路板断线故障处理方法： a、刮掉阻焊膜，用焊锡或导线连接； b、飞线（用带绝缘的导线）；； c、刮掉绝缘层涂导电银漆；（适合于不能焊接的软导线，干了以后才通） 5、电路的概念：电路是由电源、用电器（负载）、控制元件和导线及开关组成的回路，闭合的回路电流才 能流动，电才能够做功。 断路（开路） 短路 6、交流电和直流电： 交流电；大小和方向都变化 直流电：（脉动直流）大小变，方向不变 （平滑的直流）大小方向都不变 7、 二、元件的分类和代号: 1、RN、RP、BR、PZ 排阻、网络电阻； 2、CN、CP 排容； 3、L、FB、B、BD、CHOK 电感； 4、X、Y 晶振； 5、RL、RY、K、R 继电器； 6、BZ、BU 蜂呜器； 7、 D 二极管； 8、ZD 稳压二极管； 9、LED、LD 发光二极管； 10、Q 三极管； 11、Q、MN、MP、MF 场效应管； 12、SCR、TR、VS、VT 晶闸管； 13、U、IC 集成电路； 14、PC、OP、OPT 光藕； 15、SW 开关； 16、J、JP 跳线； 17、S、SG 放电管； pt100测温电路：pt100三线制测量电路》是非常优秀的作品，本站提供后大学时代pt100测温电路：pt100三线制测量电路！ CPU采用Atmega16,它自带8路10位A/D转换器,转换速度快,精度高,而且不需要外扩任何器件产品特性： 通常使用的铂电阻温度传感器有PT100，电阻温度系数为3.9×10－3／℃，0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计 按IEC751国际标准，温度系数TCR=0.003851，Pt100（R0=100Ω）、Pt1000（R0=1000Ω）为统一设计型铂电阻 传感器的结构： 两线制： 传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长 三线制： 要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法 四线制： 当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值 在桥式电路中，为了减小暖电阻阻值随温度变化对支路电流的影响并限制流过热电阻的电流，组成电桥的两个支路的上电阻通常取暖电阻阻值的几十倍，其值达到10-50K（和桥路供电电压有关），下电阻一般和暖电阻某温度下阻值相同测量时取两者的电位差虽然如此，热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响还是会造成输出的非线性，通常需要做一定补偿 如果直接测量阻值，应该采用恒流源给热电阻供电，热电阻阻值变化时支路电流保持恒定，热电阻压降为线性较好的温度函数 放大前应该做滤波处理或者在放大电路中加积分元件 ?怎样判断pt100的好坏,用万用表能测量么? 根据分度表参照当时温度看阻值是否相符 ?通常情况下是这样的，将一个基准电压加在pt100回路上，测量pt100上的电压信号（mv），阻值变化是电压信号自然也变化，再经过运放放大后入入A/D 芯片入行A/D转换，经过程序再将电压信号换算成电阻值，采用查表方式（将电阻值和相对应的温度值做成表格放到芯片rom中）的到温度值 ?一般短距离选用二线制接法，中距离选用三线制接法，要求精度高、近距离选用四线制接法三线制比两线制的好处是可以补偿线路电阻的偏差，和抗干扰不是一个概念三种各自的优缺点有许多说法，不一而足二线制不能消除导线电阻的影响四线制可以消除导线电阻的影响四线制的PT100有两根线是用于测量的,另两根是用于补偿的,四线制的电子物料编码规则PT100有两根线（热电阻两端各一根）是提供电流的，另两根是采集电压的具体用哪种电路应该根据系统要求决定，如果精度要求一般，采用三线是经济、稳定、实用的选择 ?输渗透（3根线）、输出、电源三隔离为四线制，设备在控制室；输入（3根线）、输出、电源三不隔离为三线制，设备在控制室或传感器内；输入（3根线）、（输出、电源共用2根线）三不隔离为二线制，设备在传感器内、为一体化 ?由于微处理器的发展，可对Pt100的非线性进行校正，因此Pt100传感器大都采用四线制测量法(非桥路法)，其测量原理 Pt100传感器四线制测量电路 Pt100两端电压U1=ISRtIS为恒流，Rt为Pt100阻值 引线L1、L2存在电阻会影响测量结果，为此，将L1、L2端口处信号输入高输入电阻抗(＞1012Ω)，差分放大，这样L1、L2中电流≈0，L1、L2电阻可忽略不计，所以有Ui=U1这也消除了引线电阻 ?模拟暖电偶测试 最准的校法就是用电阻箱了，多路也只有一个一个慢慢来暖电偶用毫伏计模拟输出校二次表，毫伏计同样可以测量热电偶这些都不难，难的是建立一个标准的恒定的温场 ?电压和温度的关系一般是非线性的，对于8位单片机还是查表法好 引言 PT100是一种广泛应用的测温元件,在-50℃~600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等由于铂热电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以本模块需要入行非线性校正,一般的模块采用模拟电路校正,这种校正的精度不高,而且温漂等受干扰的程度也比较大本模块采用 教案-----电路中的基本物理量 一、电路的组成和作用 导入：（先在黑板上画一手电筒电路的示意图如1（a）） （c） 图1 手电筒电路手电筒大家都很熟悉，由电池、开关、灯泡、导线四部分组成。电池给灯泡供电，但只有在开关闭合的前提下，才会发亮。所以电池相当于电源，灯泡是供电的对象，称为负载，开关决定着灯亮与灭，所以开关便是控制元件，导线连接整个电路，使其为一闭合回路。电源、负载、控制元件、回路为组成电路的四要素。所以手电筒电路的电路模型如图1（c）。 1、电路组成的四要素： （1）电源（2）负载（3）控制元件（4）回路 2、电路的作用： （1）能量的传输和转换。如手电筒电路，灯泡发光，电池能转换为光能和热能。 （2）信号的传递和处理。如扩音机电路，如图（b），放大器用来放大电信号，而后传 递到扬声器，把电信号还原为语言或音乐， 实现“声-电-声”的放大、传输和转换作用。 前面我们了解了电路的组成和作用，然而描述一个电路的特性光以上这些是不够的，还需要一些其他的物理量来描述电路的特征。电流、电压、电动势便是描述电路特征的最基本的物理量。下面先通过实际测试来体验一下这些物理量的存在及他们的方向。 二、电流 这一小节的教学方法：（1）先让学生按照教师给定的方法测试试验电路1中流过电阻的电流，让学生先感性认识电流存在的形式，再理论分析电流的定义及计算。（2）再让学生用同样的测试方法反向测量，指针式万用表表笔反偏（数字式显示负值），使学生感性认识直流电流是有方向的，再理论分析电流方向的确定。 先测量试验电路1中流过电阻的电流大小。让学生感受电流在电路中存在的形式。 再从理论层面上分析： （一）电流 1、定义：由电荷（带电粒子）有规则的定向运动而形成。 若在1秒内通过导体横截面的电子所带的电荷数为1库仑（1C ），则导体中的电流为1安培（1A ）。 （1）交流电流：在dt 时间内，通过导体横截 面S 的电荷为dq ，则电流为 （2）直流电流：电流的大小和方向不随时间变化而变化。 dt dq i 第一部分：电子技术基础实验的基本知识 1．1 电子电路测量技术的基本知识 一、要点提示 1、电子技术基础实验的目的和意义 2、电子技术基础实验的一般要求 3、误差分析与测量结果的处理 4、测量仪器的阻抗对测量的影响 5、接地、电源接地 二、内容简介 1.1.1 电子技术基础实验的目的和意义 实验是将事物置于控制的或特定的条件下加以观测。是对事物发展规律进行科学认识的必要环节，是科学理论的源泉，自然科学的根本，工程技术的基础。任何科学技术的发展都离不开实验。电子技术是一门实践性很强的学科，它的任务是使学生获得电子技术方面的基础理论、基础知识和基本技能。加强实验训练特别是技能的训练，对提高学生分析问题和解决问题的能力，特别是毕业后的实际工作能力，具有十分重要的意义。 电子技术是一门飞速发展的学科，市场经济需要的是具有一定实际工作能力的复合型人才，而实验教学在培养学生诸能力方面有一定的优势。在实验过程中，通过分析、验证器件和电路的工作原理及功能；对电路进行分析、调试、故障排除和性能指标的测量；自行设计、制作各种功能的实际电路等多方面的系统训练，可以使学生的各种实验技能得以提高，实际工作能力也得到了锻炼。同时，学生的创造性思维能力、观测能力、表达能力、动手能力、查阅文献资料的能力等综合素质也得到了提高。此外，通过实验还可以培养学生勤奋进取、严肃认真、理论联系实际的务实作风和为科学事业奋斗的精神。 电子技术实验，按性质可分为验证性实验、训练性实验、综合性实验和设计性实验四大类。 验证性实验和训练性实验是针对于电子技术基础理论而设置的，通过实验获得感性认识。验证和巩固重要的基础理论，同时使学生掌握测量仪器的工作原理和规范使用，熟悉常用元器件的原理和性能，掌握其参数的测量方法和元器件的使用方法，掌握基本实验知识、基本实验方法和基本实验技能。同时，培养学生一定的安装、调试、分析、寻找故障等技能。 综合性实验侧重于对一些理论知识的综合应用和实验的综合分析，其目的是培养学生综合应用理论知识能力和解决较复杂的实际问题的能力，包括实验理论的系统性、实验方案的完整性、可行性、元器件及测量仪器的综合应用等。 设计性实验对学生来说，既有综合性又有探索性。它主要侧重于某些理论知识的灵活应用。要求学生在教师的指导下独立查阅资料、设计方案与组合实验等工作，并写出试验报告。借助于计算机仿真实验，可以使实验方案更加完善、合理。这类实验对提高学生的科学实验能力等方面非常有益。 1.1.2 电子技术基础实验的一般要求 尽管每个电子技术实验的目的和内容不同，但为了培养良好的学风，充分发挥学生的主动精神，促使其独立思考、独立完成实验并有所创新。我们对电子技术实验的准备阶段、进行阶段、完成阶段和实验报告分别提出下列基本要求。 铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃～650℃)范围的温度测量中。 PT100是一种广泛应用的测温元件，在-50~600℃℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中，根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。 常用的Pt电阻接法有三线制和两线制，其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。常用的采样电路有两种：一为桥式测温电路，一为恒流源式测温电路。其中图1为三线制桥式测温电路，图2为两线制桥式测温电路，图3为恒流源式测温电路。下面分别对桥式电路和恒流源式电路的原理在设计过程中应注意事项进行说明（注：这两个电路本人均有采用及试验，证明可行） 一、桥式测温电路 桥式测温的典型应用电路如图1所示（图1和图2均为桥式电路，分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别）。 测温原理：电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源；采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥（其中R1＝R2，VR2为100Ω 精密电阻），当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号，这个压差信号经过运放LM324放大后输出期望大小的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。差动放大电路中R3＝R4、R5＝R6、放大倍数＝R5/R3，运放采用单一5V供电。 设计及调试注意点： 1. 同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小； 2. 改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数，以便满足设计者对温度范围的要求 3. 放大电路必须接成负反馈方式，否则放大电路不能正常工作 4. VR2也可为电位器，调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定，例如Pt100的零点温度为0℃，即0℃时电阻为100Ω，当电位器阻值调至109.885Ω时，温度的零点就被设定在了25℃。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节，这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变。 5. 理论上，运放输出的电压为输入压差信号×放大倍数，但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系，压差信号比理论值小很多，实际输出信号为 4.096*(RPt100/(R1+RPt100)- RVR2/(R1+RVR2)) （1） 式中电阻值以电路工作时量取的为准。 6. 电桥的正电源必须接稳定的参考基准，因为如果直接VCC的话，当网压波动造成VCC发生波动时，运放输出的信号也会发生改变，此时再到以VCC未发生波动时建立的温度-电阻表中去查表求值时就不正确 第二章电路的基础知识与基本测量 2.1电路与电路图 填空题 1．电路是指所经过的路径。最简单的电路是由、、和组成。 2.画出以下各电气设备的图形符号（1）电灯，（2）接地，（3）电阻 3.电路通常有________、________和________三种状态。电路中不允许短路。选择题 1、电源在电路中的作用是（）。 A、将电能转化为其它形式的能 B、为电路提供保护 C、形成电流的通路 D、为电路提供能量 2、电路中安装熔断器，主要是为了（）。 A、短路保护 B、漏电保护 C、过载保护 D、以上都是 判断题 1、电路在开路状态下，负载可能会损坏。（） 2、负载是提供电能的装置。（） 2.2电流及其测量 填空题 1．习惯上规定电荷移动的方向为电流的方向。的大小用电流强度来表示，其定义是单位时间内通过某一横截面的电荷量，电流强度的公式为I= 。电流的单位是。 2．1min内通过导体的电量是12c，流过导体的电流是A，若导体两端电压是8v，该导体的电阻为Ω。 3._____________是一种测量交流电流的专用仪表，其最大特点是可以在不断开线路的情况下测量电路的电流。 选择题 1、一般家用电器的工作电流为（） A、100A B、0.3~0.6A C、2μA D、0.01 mA 2、以A作单位的物理量是（） A、电量 B、电场强度 C、电流 D、电压 3、电流的基本单位是（）。 A、安秒 B、安培 C、库仑 D、瓦特 判断题 1、电流是由电荷有规则的定向移动形成的。（） 2、电流超过额定电流或低于额定电流，用电器具都不能正常工作。（） 3、导体中电流的方向与电子流的方向一致。（） 2.3电压及其测量 填空题 1．单位换算：150Ω= KΩ 150mA= A , 0.008v= mV 2、电路中任意两点间的电压等于之差即UAB= 。 选择题 重点：电路中两点的电压高则（） A、这两点的电位都高； B、这两点的电位差大； C 、这两点电位都大于零； D、以上说法都不对。 1、电路中两点的电压高，则（） A、这两点的电位都高 B、这两点间的电位差大 C、这两点间的电位都大于零 D、无法判断． 2、使用万用表测量家用220V交流电电压时，在测量过程中（） A 红表笔接相线、黑表笔接中性线 B 红表笔接中性线、黑表笔接相线 C 不需考虑正、负极性 D 以上都不对 3、在图中A是内阻可忽略不计的安培计，V是内阻极高的伏特计，电源内阻不 计如果伏特计被短接，则（）。 A 电灯将被烧坏； B 电灯特别亮； C 安培计将被烧坏；D伏特计将被烧坏 4、使用指针式万用表测干电池两端的电压时，档位与量程选择最恰当的是 （） 课程设计 课程名称测控电路 题目名称 Pt100温度变送器设计 学生学院物理与信息工程学院 专业班级测控技术与仪器 班号 B08072021 学生组员张文焱胡聪罗成 指导教师范志顺 2011-1-5 课 程 设 计报告 一、实验要求： 设计一个用热电阻Pt100制作的温度变送器，要求其温度变化范围为0℃-400℃,输出为0.3V-1.5V,精度为5％，在此基础上构成一个输出为4mA-20mA 的电流源。 二、实验原理： 1.同相放大及差分放大部分： Uo 2.电压跟随器： ) 21 (9) 49(21214 99 112212R R R R R R Uo R R R Uo R R R +?+?? =+? =+?则：对同相放大器有： 11 101222 11R R R Uo +? =-对电压跟随器有：) 21(6 8 6 8578577 16 57712Uo Uo R R Uo R R R R R Uo R R R Uo R R R R Uo Uo -?==-+?=+?-则：因对差分放大电路有： Uo 3.电流源电路： Uo 16 100)1317(171412) 100(1214 12100R i R R R R R i Uo R Uo R R i Uo i -++-- + +-= 三、元件清单： 四、资料准备： 热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属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。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 Rt=AeB/t 。式中Rt 为温度为t 时的阻值；A 、B 取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上 ），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器 PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小 pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围. 整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分. 前置放大部分原理图如下: 工作原理: 传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式. 按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至 280.9Ω，我们按照其串联分压的揭发，使用公式： Vcc/(PT100+3K92）* PT100 = 输出电压（mV），可以计算出其在整百℃时的输出电压，见下面的表格： 单片机的 10 位 A/D 在满度量程下，最大显示为 1023 字，为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压，必须对传感器的原始输出电压进行放大，计算公式为：(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ，（Vcc＝系统供电＝5V），可以得到放大倍数为 10.466 。 关于放大倍数的说明：有热心的用户朋友询问，按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果，而是得到 11.635 的结果。实际上，500 个字的理想值是无法靠电路本身自然得到的，自然得到的数字仅仅为 450 个字，因此，公式中的500℃ 在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。其实，计算的方法有多种，关键是要按照传感器的mV/℃ 为依据而不是以被测温度值为依据，我们看看加上非线性校正系数：10.47*1.1117=11.639499 ，这样，热心朋友的计算结果就吻合了。 运算放大器分为两级，后级固定放大 5 倍（原理图中 12K/3K+1=5），前级放大为：10.465922/5=2.0931844 倍,为了防止调整时的元器件及其他偏差，使用了一只精密微调电位器对放大倍数进行细调，可以保证比较准确地调整到所需要的放大倍数(原理图中 10K/(8K2+Rw)+1)。 通常，在温度测量电路里，都会有一个“调零”和另一个“调满度”电位器，以方便调整传感器在“零度”及“满度”时的正确显示问题。本电路没有采用两只电位器是因为只要“零度”调整准确了，就可以保证整个工作范围的正确显示，当然也包括满度时的最大显示问题了。 那么，电路中对“零度”是如何处理的呢？它是由单片机程序中把这个“零度”数字直接减掉就是了，在整个工作范围内，程序都会自动减掉“零度”值之后再作为有效数值来使用。 当供电电压发生偏差后，是否会引起传感器输入的变化进而影响准确度呢？供电变化后，必然引起流过传感器的电流发生变化，也就会使传感器输出电压发生变化。可是，以此同时，单片机的供电也是在同步地接受到这种供电变化的，当单片机的 A/D 基准使用供电电压时，就意味着测量基准也在同步同方向发生变化，因此，只要参数选择得当，系统供电的变化在 20% 之内时，就不会影响测量的准确度。(通常单片机系统并不允许供电有过大的变化，这不仅仅是在温度测量电路中的要求。） 电路基本定律及定理的验证 一、实验目的 1、通过实验加深对参考方向，基尔霍夫定理、叠加定理、戴维南定理的理解； 2、初步掌握用Multisim软件建立电路、辅助分析电路的方法。 二、实验原理 1.基尔霍夫定理 基尔霍夫电流定理（KCL）：任意时刻，流进和流入电路中节点的电流的代数和等于零，即∑I=0。 基尔霍夫电压定理（KVL）：在任何一个闭合回路中，所有的电压降之和等于零，即∑V=0。 2.叠加定理 在线性电路中，任一支路的电流或电压等于电路中每一个独立源单独作用时，在该支路所产生的电流或电压的代数和。 3.戴维南定理 对外电路来说，任何复杂的线性有源一端口网络都可以用一个电压源和一个等效电阻的串联来等效。此电压源的电压等于一端口的开路电压Uoc，而电阻等于一端口的全部独立电压置0后的输入电阻R O。 实验中往往采用电压表测量开路电压Uoc，用电流表测量端口短路电流I SC，等效电阻R O等于开路电压Uoc除以短路电流I SC，即R O=Uoc/I SC。 三、实验内容 实验电路如图1-1所示。 图1-1 1.基尔霍夫定理和叠加定理的验证 1)实验步骤 a)按图1-1所示用Multisim软件创建电路； b)启动程序，测得各电阻两端电压和各支路电流，验证KCL，KVL； c)E1单独作用下，E2的数值置为0以及E2单独作用，E1的数值置为0两种情况下，测得各个电 阻两端电压和各支路电流值，验证叠加定理； d)将R2改成1N4009的二极管，验证KCL，KVL，叠加定理是否成立。 2)实验数据 R2=100Ω R2换为1N4009二极管，实验电路如图1-2所示。 图1-2 R2换为1N4009二极管 Pt100铂电阻电阻温度与电阻值对照温度与电阻值对照温度与电阻值对照表 表（注：Pt1000铂电阻 电阻温度对照温度对照温度对照表表请在此表阻值基础上乘10）温度 ℃0123456789电阻值（Ω） -20018.52-190-180-170-160-15022.8327.1031.3435.5439.7222.40 26.67 30.91 35.12 39.31 21.9726.2430.4934.7038.8921.5425.8230.0734.2838.4721.1125.3929.6433.8638.0520.6824.9729.2233.4437.6420.2524.5428.8033.0237.2219.8224.1128.3732.6036.8019.3823.6827.9532.1836.3818.9523.2527.5231.7635.96-140-130-120-110-10043.8848.0052.1156.1960.2643.46 47.59 51.70 55.79 59.85 43.0547.1851.2955.3859.4442.6346.7750.8854.9759.0442.2246.3650.4754.5658.6341.8045.9450.0654.1558.2341.3945.5349.6553.7557.8240.9745.1249.2453.3457.4140.5644.7048.8352.9357.0140.1444.2948.4252.5256.60-90-80-70-60-5064.3068.3372.3376.3380.3163.90 67.92 71.93 75.93 79.91 63.4967.5271.5375.5379.5163.0967.1271.1375.1379.1162.6866.7270.7374.7378.7262.2866.3170.3374.3378.3261.8865.9169.9373.9377.9261.4765.5169.5373.5377.5261.0765.1169.1373.1377.1260.6664.7068.7372.7376.73-40-30-20-100 84.2788.2292.1696.09100.0083.87 87.83 91.77 95.69 99.6183.4887.4391.3795.3099.2283.0887.0490.9894.9198.8382.6986.6490.5994.5298.4482.2986.2590.1994.1298.0481.8985.8589.8093.7397.6581.5085.4689.4093.3497.2681.1085.0689.0192.9596.8780.7084.6788.6292.5596.480 10 20 30 40 100.00103.90107.79111.67115.54100.39104.29108.18112.06115.93100.78104.68108.57112.45116.31101.17105.07108.96112.83116.70101.56105.46109.35113.22117.08101.95105.85109.73113.61117.47102.34106.24110.12114.00117.86102.73106.63110.51114.38118.24103.12107.02110.90114.77118.63103.51107.40111.29115.15119.0150 60 70 80 90119.40123.24127.08130.90134.71119.78123.63127.46131.28135.09120.17124.01127.84131.66135.47120.55124.39128.22132.04135.85120.94124.78128.61132.42136.23121.32125.16128.99132.80136.61121.71125.54129.37133.18136.99122.09125.93129.75133.57137.37122.47126.31130.13133.95137.75122.86126.69130.52134.33138.13100110120130140138.51142.29146.07149.83153.58138.88142.67146.44150.21153.96139.26143.05146.82150.58154.33139.64143.43147.20150.96154.71140.02143.80147.57151.33155.08140.40144.18147.95151.71155.46140.78144.56148.33152.08155.83141.16144.94148.70152.46156.20141.54145.31149.08152.83156.58141.91145.69149.46153.21156.95150160170180190157.33161.05164.77168.48172.17157.70161.43165.14168.85172.54158.07161.80165.51169.22172.91158.45162.17165.89169.59173.28158.82162.54166.26169.96173.65159.19162.91166.63170.33174.02159.56163.29167.00170.70174.38159.94163.66167.37171.07174.75160.31164.03167.74171.43175.12160.68164.40168.11171.80175.49 1.影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：1噪声与干扰；2失调与漂移，主要是温漂；3线性度与保真度；4输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的 2.何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ 在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配；②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率（无畸变的放大瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几百伏）和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低。 3.什么是差动放大器？ 差动放大器:是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分。 4.什么是CAZ运算放大器？它与自动调零放大电路的主要区别是什么？何种场合下采用较CAZ运算放大器是轮换自动校零集成运算放大器的简称，它通过模拟开关的切换，使内部两个性能一致的运算放大器交替地工作在信号放大和自动校零两种不同的状态。它与自动调零放大电路的主要区别是由于两个放大器轮换工作，因此始终保持有一个运算放大器对输入信号进行放大并输出，输出稳定无波动，性能优于由通用集成运算放大器组成的自动调零放大电路，但是电路成本较高，且对共模电压无抑制作用。应用于传感器输出信号极为微弱，输出要求稳定、漂移极低，对共模电压抑制要求不高的场合。 5.何谓自举电路？应用于何种场合？请举一例说明之。 自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。应用于传感器的输出阻抗很高（如电容式，压电式传感器的输出阻抗可达108Ω以上）的测量放大电路中。图2-7所示电路就是它的例子。 6.什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？ 有抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。 8.何谓电桥放大电路？应用于何种场合？ 由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。 11.什么是隔离放大电路？应用于何种场合？ 隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端。隔离放大电路主要用于便携式测量仪器和某些测控系统（如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统等）中，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。 \\ 目录 一：变送器的设计原理 (2) 1：pt100热电阻的介绍 (2) 2：基于双恒流源的三线热电阻测温探头电路的设计 (2) 3：单片机最小系统介绍 (3) 4：基于ADC0804的采样系统设计 (4) 5：基于1602的显示电路的设计 (5) 6：基于DAC0832的模拟量输出设计 (6) 7 ：4~20mA电路的设计 (7) 三：程序设计 (7) 1. 程序流程图 (7) 2.程序如下所示： (8) 一：变送器的设计原理 1：pt100热电阻的介绍 热电阻：电阻体的阻值随温度的变化而变化，利用此特性就可以进行对温度的测量。 pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为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，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。应用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。 热电阻PT100的分度表 温度℃0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电阻值（Ω） 0 10 20 30 40 100.00 103.90 107.79 111.67 115.54 100.39 104.29 108.18 112.06 115.93 100.78 104.68 108.57 112.45 116.31 101.17 105.07 108.96 112.83 116.70 101.56 105.46 109.35 113.22 117.08 101.95 105.85 109.73 113.61 117.47 102.34 106.24 110.12 114.00 117.86 102.73 106.63 110.51 114.38 118.24 103.12 107.02 110.90 114.77 118.63 103.51 107.40 111.29 115.15 119.01 50 60 70 80 90 119.40 123.24 127.08 130.90 134.71 119.78 123.63 127.46 131.28 135.09 120.17 124.01 127.84 131.66 135.47 120.55 124.39 128.22 132.04 135.85 120.94 124.78 128.61 132.42 136.23 121.32 125.16 128.99 132.80 136.61 121.71 125.54 129.37 133.18 136.99 122.09 125.93 129.75 133.57 137.37 122.47 126.31 130.13 133.95 137.75 122.86 126.69 130.52 134.33 138.13 100 110 120 130 140 138.51 142.29 146.07 149.83 153.58 138.88 142.67 146.44 150.21 153.96 139.26 143.05 146.82 150.58 154.33 139.64 143.43 147.20 150.96 154.71 140.02 143.80 147.57 151.33 155.08 140.40 144.18 147.95 151.71 155.46 140.78 144.56 148.33 152.08 155.83 141.16 144.94 148.70 152.46 156.20 141.54 145.31 149.08 152.83 156.58 141.91 145.69 149.46 153.21 156.95 Pt100五段折线化数值 0-19 0.3899 100.0009 20-39 0.3875 100.0465 40-59 0.3852 100.1369 60-79 0.3828 100.2755 80-100 0.3806 100.4494 2：基于双恒流源的三线热电阻测温探头电路的设计 （1）稳流源电路PT100温度传感器测量电路
Pt100_阻值对照表[1]
pt100温度传感器原理
因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。 1：V o=2.55mA ×100(1+0.00392T)=0.255+T/1000 。 2：量测V o时,不可分出任何电流,否则量测值会不準。电路分析由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,由于7.2V齐纳二极体的作用,使得1K电阻和5K可变电阻之电压和为6.5V,靠5K可变电阻的调整可决定电晶体的射(集极)极电流,而我们须将集极电流调为 2.55mA,使得量测电压V如箭头所示为0.255+T/1000。其后的非反向放大器,输入电阻几乎无限大,同时又放大10倍,使得运算放大器输出为2.55+T/100。6V齐纳二极体的作用如7.2V 齐纳二极体的作用,我们利用它调出2.55V,因此电压追随器的输出电压V1亦为 2.55V。其后差动放大器之输出为pt100温度传感器原理
电路基础
pt100_测温电路
教案-----电路中的基本物理量
电子电路测量技术的基本知识
推荐使用的热电阻Pt100测温电路
《电工技术基础与技能》第二章电路的基础知识与基本测量习题
PT100温度变送器的设计
pt100温度测量电路图(电子发烧友)
电路基本定律及定理的验证
Pt100与Pt1000铂电阻温度与电阻值对照表
《测控电路》简答题
pt100温度变送器1