传感器原理及其应用报告

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1、传感器原理及其应用三级项目报告项目名称：基于Pt100温度传感器测池塘水温组员：谢正威、王一丁、柴聪、史静潼班级：仪表2班指导教师：童凯基于Pt100温度传感器测池塘水温摘要：本文首先简要介绍了铂电阻Pt100的特性以及测温的方法，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（涵盖国家和世界基准温度）供计量和校准使用。本文在此基础上阐述了基于Pt100的温度测量系统设计。在本设计中，是以铂电阻Pt100作为温度传感器，测温原理是三线制的电

2、桥法测量，最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系，电路回路和电压测量回路合二为一。关键词：Pt100热电阻、温度测量前言随着科技的发展和“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原

3、理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信与信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，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感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本小组四名成员谢正威、史静潼、柴聪、王一丁，经过共同商讨，确立了基于Pt1

4、00温度传感器测池塘水温这个项目，并查阅大量相关资料，明确其实现步骤，共同努力实现传感器的制作、实验调试及论文报告和PPT答辩的准备。正文项目论证报告部分（看完删除）主要包括介绍相关项目开展的总体思路，技术路线、项目内容、实施方案、实施方法、可行性分析、实施计划、预期成果、考核要点、以及参考文献等第一节Pt100热电阻的特性介绍热电阻是中低温区（。少数情况下，低温可测至，高温达）常用的一种测温元件。大多数金属导体的电阻都具有随温度变化的特性。原因是当温度升高时，金属导体内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观

5、上表现出电阻率变大，电阻值增加，即电阻值与温度的变化趋势相同，他们具有正温度系数效应。这些金属及合金的电阻值随温度的变化关系符合以下公式：铂是一种贵金属。铂的电阻-温度特性在一个很广的范围内（）保持着良好的线性。室温下铂电阻温度计可检测到量级的温度变化。它的特点是稳定性好，精度高，性能可靠，尤其是耐氧化性能很强。铂很容易提纯，有良好的工艺性，可制成很细的铂丝电阻材料。铂电阻的缺点是温度系数比较小，价格贵。铂电阻的电阻—温度特性可以用下式表示：在范围内在范围内式中：；；。图1、Pt100温度传感器图2、铂热电阻R-t特性曲线表1、热电阻Pt100分

6、度表第二节主体思路1、测温原理本设计采用三线制差动电桥法测量，最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系。铂热电阻阻值随温度变化而变化，通过电桥电路产生电压信号，通过运放FM324放大后输出期望的电压信号，将得到的电压值与Pt100热电阻分度表对比，要将温度大小变成数值显示在数字显示屏上，首先要把被测温度通过测量电路即pt100温度传感器变成电信号，其次，要将很小的电信号通过差动放大电路进行放大，放大后的模拟信号经由A/D转换器转换成数字量，由数字显示屏显示出来。（这一块需要完善）电路原理图如下图所示，图3、三线制接法桥式测温电路图4、二线制接法桥式

7、测温电路从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响，本设计采用三线制接法。电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源：采用，，，构成测量电桥（其中，为精密电阻），当PT100的电阻值和的电阻值不相等时，电桥输出一个毫伏级的压差信号，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，，放大倍数，运放采用单一5V供电。图5、放大电路2.可控精密稳压源TL431可控

8、精密稳压源TL431是有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从(2.5V)到36V范围内的任何