EEPW论坛

PT100精密测温电路是一种基于PT100热电阻的温度测量电路。PT100是一种常用的温度传感器，其电阻值随温度的变化而变化，具有高精度、稳定性好、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各种温度测量场合。

一、PT100热电阻简介

PT100是指铂热电阻，其中PT是指“铂”元素，100是指铂热电阻的特性在0℃时，电阻值刚好是100Ω。PT100是中低温区最常用的一种温度检测元件，其导体的电阻值随温度的增加而成正比增加，且呈较好的线性度关系，常被用来进行温度测量。

二、PT100精密测温电路原理

PT100精密测温电路通常利用桥式测量原理或恒流源测量原理来实现温度的精确测量。

桥式测量原理：

当被测物体的温度变化时，PT100传感器的电阻值会相应发生变化。

这个电阻变化通过测量电桥电压来得到。桥式电路通常包括PT100作为一个桥臂，当PT100的电阻值变化时，电桥会失去平衡，从而产生一个输出电压。

这个输出电压经过放大、滤波等处理，最终转化为可供显示或控制的电信号。

恒流源测量原理：

通过一个恒流源为PT100提供稳定的电流，电流流过PT100时在其上产生压降。

这个压降与PT100的电阻值成正比，可以通过测量压降来得到PT100的电阻值。

进而根据PT100的电阻-温度关系曲线或查表法来得到对应的温度值。

三、PT100精密测温电路设计要点

电路接法：

常用的PT100接法有两线制、三线制和四线制。其中，三线制接法可以消除导线电阻的影响，提高测量精度。四线制接法则更进一步地减小了导线电阻和接触电阻对测量的影响，但成本相对较高。

恒流源设计：

恒流源的稳定性对测量精度有很大影响。需要设计一个稳定的恒流源来为PT100提供电流。恒流源可以采用TL431等元件来构建，也可以通过集成芯片来实现。

放大电路设计：

由于PT100产生的压降很小，通常需要经过放大电路进行放大后才能进行后续处理。放大电路可以采用仪表放大器、差分放大器等类型，以提高测量精度和抗干扰能力。

滤波电路设计：

为了减小噪声对测量的影响，可以在放大电路后增加滤波电路来滤除高频噪声和干扰信号。滤波电路可以采用RC滤波器、有源滤波器等类型。

微处理器数字化校正：

由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，需要进行非线性校正。数字化校正可以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。这种方法可以提高测量精度和稳定性。

四、PT100精密测温电路应用实例

在实际应用中，PT100精密测温电路可以应用于各种需要精确测量温度的场合，工业自动化控制、环境监测、医疗设备等领域。以下是一个简单的应用实例：

在工业自动化控制中，可以使用PT100精密测温电路来测量设备的温度，并将温度信号转换为数字信号进行显示或控制。通过设定温度阈值和报警功能，可以实现对设备温度的实时监测和预警。

五、热电阻接法

热电阻测温电路有多种接法，其中三线制会导致可调电阻的接触电阻与电桥臂的电阻相连，可能导致电桥的零点不稳。所以最后采用四线制接法，四线制接法的指导如图一所示。

恒流源的选择

由于热电阻的自热效应，要保证流过电阻的电流尽量小，一般希望电流小于10mA，经查证铂电阻PT100自体发热1 mW约会造成0.02～0.75℃的温度变化量，因此降低铂电阻PT100的电流可以降低其温度变化量，但若电流太小，则易受噪声干扰，所以一般取值在0.5～2 mA[1]，所以将恒流源电流选择为1mA恒流源。有以下两种选择

LM134恒流源

选择芯片为LM134恒流源芯片。1mA恒流源电路如图二所示