用铂电阻测量温度ppt课件

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1、用铂电阻Pt100测量温度第三章课程设计题目设计题目一简易数字式温度计设计1．设计任务：设计并制作一个简易数字式温度计，用来测量和显示温度。2.基本要求：(1)温度测量范围：00C~100℃(2)测量误差：±1%FS,分辨力：0.2℃,显示时精确到小数点后1位(3)要求数字显示3说明(1)温度传感器可用铂电阻Pt100,或集成温度传感器AD590,或热敏电阻[NTC]A/D转换器可用ICL7106,ICL7107,MC14433,ICL7109,AD574等显示器可用发光二极管数码管（LED）或液晶显示器(LCD),也可用3½位或4½数字表头，购买

2、时，选用其基本量程为0~200mV或0~2V的为佳。方案一用铂电阻(Pt100)测量温度一、温度概述1．温度与温标温度是工业生产和科学实验中一个非常重要的参数。物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关。许多生产过程都是在一定的温度范围内进行的,需要测量温度和控制温度。随着科学技术的发展,对温度的测量越来越普遍,而且对温度测量的准确度也有更高的要求。温度是表征物体冷热程度的物理量。温度不能直接加以测量,只能借助于冷热不同的物体之间的热交换,以及物体的某些物理性质随着冷热程度不同而变化的特性间接测量。为了定量地描述温度的高低,必须建立温度标尺,即

3、温标。温标就是温度的数值表示。各种温度计和温度传感器的温度数值均由温标确定。历史上提出过多种温标,如早期的经验温标（摄氏温标和华氏温标）,理论上的热力学温标,当前世界通用的国际温标。热力学温标确定的温度数值为热力学温度（符号为T）,单位为开尔文（符号为K）,1K等于水三相点热力学温度的1/273.16热力学温度是国际上公认的最基本温度,国际温最终以它为准而不断完善。我国目前实行的是1990年国际温标（ITS-90）,它同时定义国际开尔文温度（符号ITS-90）和国际摄氏温度（t90）,T90和t90之间的关系为在实际应用中,一般直接用T和t代替T

4、90和t90。2．温度测量的主要方法和分类（1）度传感器的组成在工程中无论是简单的还是复杂的测温传感器,就测量系统的功能而言,通常由现场的感温元件和控制室的显示装置两部分组成,如图11-1所示。简单的温度传感器往往是温度传感器和显示组成一体的,一般在现场使用。1．常用热电阻用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率,R-t关系最好成线性,物理化学性能稳定,复现性好等。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。(1)铂热电阻铂热电阻的特点是精度高、稳定性好、性能可靠,所以在温度传感器中得到了广泛应用。按IEC标准,铂热电阻的

5、使用温度范围为-200~+850℃。铂热电阻的特性方程为在-200~0℃的温度范围内:Rt=R0［1+At+Bt2+Ct3(t-100)］(11-15)在0~850℃的温度范围内:Rt=R0(1+At+Bt2)(11-16)式中Rt和R0分别为t℃和0℃时铂电阻值;A、B和C为常数。在ITS-90中,这些常数规定为:A=3.9083×10-1/℃B=-5.775×10-7/℃2C=-4.183×10-12/℃4从上式看出,热电阻在温度t时的电阻值与R0有关。目前我国规定工业用铂热电阻有R0=10Ω和R0=100Ω两种,它们的分度号分

6、别为Pt10和Pt100,其中以Pt100为常用。铂热电阻不同分度号都有相应得分度表,即Rt-t的关系表,这样在实际测量中,只要测得热电阻的阻值Rt,便可从分度表上查出对应的温度值。Pt100的分度表见表11-7。铂热电阻中的铂丝纯度用电阻比W100表示,它是铂热电阻在100℃时电阻值R100与0℃时电阻值R0之比。按IEC标准,工业使用的铂热电阻的W100>1.3850。(2)铜热电阻由于铂是贵重金属,因此,在一些测量精度要求不高且温度较低的场合,可采用铜热电阻进行测温,它的测量范围为-50~+150℃。铜热电阻在测量范围内其电阻值与温度的关系

7、几乎是线性的,可近似地表示为:用铂电阻和3½位数字式电压表组成的测温电路用铂电阻,AD620和3½位数字式电压表组成的测温电路方案二用AD590的测温电路1．半导体温度传感器的基本工作原理根据半导体物理得知：PN结的正向压降具有负的温度系数。实验表明：温度每升高10C,PN结的正向压降大约下降2mV。同时晶体管的基极-发射极电压VBE的变化与温度的变化基本上成线性关系。半导体温度传感器是利用晶体管PN结的电压（或电流）特性与温度的关系,把感温PN结及有关电子线路集成在一个小硅片上,构成一个小型化、一体化的专用集成电路片。集成温度传感器具有体积小、反

8、应快、线性好、价格低等优点,由于PN结受耐热性能和特性范围的限制,它只能用来测150℃以下的温度1．基本工作原理目前在集