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PT100精密测温电路确实是一种基于PT100热电阻的温度测量电路，它利用了PT100热电阻的电阻值随温度变化的特性来进行温度测量。

PT100热电阻

工作原理：

PT100是一种铂热电阻，其电阻值在0°C时为100欧姆（Ω），并且随着温度的升高而线性增加。

这种线性关系使得PT100成为高精度温度测量的理想选择。

优点：

高精度：PT100的电阻值变化与温度之间具有良好的线性关系，可以实现高精度的温度测量。

稳定性好：PT100的电阻值随时间变化很小，具有长期的稳定性。

抗干扰能力强：由于PT100的电阻值较高，它对电磁干扰的敏感度较低。

PT100测温电路

电路类型：

常见的PT100测温电路包括桥式电路、恒流源电路和电压测量电路等。

桥式电路通常用于需要高精度测量的场合，因为它可以消除一些非线性误差。

恒流源电路则用于提供稳定的电流，以确保PT100的电阻值变化只与温度有关。

电压测量电路则直接测量PT100两端的电压差，通过计算得到温度值。

电路组成：

PT100测温电路通常由PT100热电阻、运算放大器、模数转换器（ADC）、微处理器等元件组成。

运算放大器用于放大PT100的微弱信号，以提高测量的灵敏度。

ADC将模拟信号转换为数字信号，以便微处理器进行处理和显示。

温度测量：

在测温电路中，通过测量PT100的电阻值变化，可以计算出相应的温度值。

这通常需要使用一个已知电阻与PT100串联或并联，形成一个分压电路或桥式电路。

然后，通过测量分压电路的输出电压或桥式电路的不平衡电压，可以计算出PT100的电阻值。

最后，根据PT100的电阻-温度特性曲线，可以得到相应的温度值。

校准与补偿：

由于PT100的电阻-温度特性曲线可能受到环境温度、湿度、电磁干扰等因素的影响，在实际应用中需要进行校准和补偿。

校准通常是通过在已知温度点下测量PT100的电阻值，并与标准值进行比较来实现的。

补偿则是通过调整电路参数或使用软件算法来消除这些影响因素对测量结果的影响。

 TL431恒压源

选择芯片为恒压源芯片TL431，然后利用电流负反馈转化为恒流源。

TL431恒流源

其中运放CA3140用于提高电流源的带载能力，输出电流的计算式为

其中电阻应取0.1%的精密电阻。最后输出电流为0.996mA，即精度为0.4%，该电路相对于LM134的电路温度稳定性更好，精度更高。所以选择该电路作为电流源。

放大电路的选择

由PT100分度表可知，0℃时PT100阻值为100R，100℃时PT100阻值为138.5R，所以在1mA的恒流源下，铂电阻两端的电压应在100mv到138.5mv之间波动，想要使得输出电压在0-5V之间，放大电路至少为5/138.5×1000=36.101倍。

出于高输入阻抗、低输出阻抗、高共模抑制比的优点考虑，我们在此选用的放大电路为仪表放大电路，由OP07所构成的仪表放大电路图如图所示：

PT100的阻值变化与电压输出

确实，根据PT100的分度表，我们知道在0℃时PT100的阻值为100Ω，而在100℃时其阻值为138.5Ω。当使用一个1mA的恒流源时，铂电阻两端的电压将在100mV到138.5mV之间变化。这是因为电压V等于电流I乘以电阻R（V=IR）。

放大电路的需求

为了使输出电压在0-5V之间波动，我们需要对PT100两端的电压进行放大。已经计算出放大电路至少需要有36.101倍的放大倍数。这是因为最小输出电压（0V）不需要放大，而最大输出电压（5V）则需要通过将138.5mV放大36.101倍来得到。

仪表放大电路的选择

出于高输入阻抗、低输出阻抗、高共模抑制比的优点考虑，选择了仪表放大电路，这是一个非常明智的选择。仪表放大器特别适用于需要高精度和稳定性的测量电路，温度测量电路。

OP07构成的仪表放大电路

OP07是一款性能卓越的运算放大器，以其低失调电压和出色的性能而闻名。它非常适合用于构成仪表放大电路，因为仪表放大器需要高精度、低噪声和低失调的运算放大器来保证测量的准确性。

使用OP07构成的仪表放大电路可以提供所需的放大倍数，并确保电路的稳定性和准确性。此外，由于仪表放大器具有高共模抑制比，它还可以有效地抑制共模噪声和干扰，进一步提高测量的准确性。

仪表放大电路

该电路的放大倍数由以下公式决定

该电路同样对电阻的要求很高，电阻R1和R9 、R11和R12 、R13和R14必须严格匹配。但是在实际的运用中仅仅改变电阻R10，即可改变运放的放大倍数，虽然在仿真的时候效果与集成仪表放大器没有什么差别，但是在实际中会带来很大的影响。所以现在普遍使用集成的仪表放大器，其内部通过半导体工艺将电阻严格匹配，而通过控制电阻R10来控制电路增益。出于成本以及避免大量使用高精度电阻以及更高精度的考虑，在此选用集成仪表放大器AD623。其所构成的电路如图所示

电阻匹配的重要性

在的电路中，电阻R1和R9、R11和R12、R13和R14的匹配程度将直接影响到差分放大器的性能。如果这些电阻不匹配，将会引入误差，降低电路的共模抑制比，从而影响测量的准确性。

改变电阻R10的影响

提到仅仅改变电阻R10就可以改变运算放大器的放大倍数，这在仿真中可能看起来与集成仪表放大器没有差别。然而，在实际应用中，由于电阻的不匹配和温度变化等因素的影响，这种改变可能会导致放大倍数的显著变化，从而降低测量的准确性。

集成仪表放大器的优势

集成仪表放大器，AD623，通过半导体工艺将内部电阻严格匹配，从而确保了高精度和稳定性。此外，它们通常还具有低噪声、低失调电压和高共模抑制比等优点。这些特性使得集成仪表放大器在高精度测量电路中成为理想的选择。

选择AD623的原因

选择AD623作为集成仪表放大器是出于成本和精度的考虑。AD623不仅具有高精度和稳定性，而且其内部电阻的严格匹配可以消除由于电阻不匹配而引入的误差。此外，通过控制外部电阻R10（在AD623中通常标记为增益电阻RG），可以方便地调整电路的增益，从而满足不同的测量需求。

电路图

提到AD623所构成的电路如图所示，但由于我无法直接查看图五，我无法提供具体的电路分析。不过，通常AD623的增益设置电阻RG（在电路中可能标记为R10）将连接到AD623的特定引脚，并通过调整RG的阻值来改变电路的增益。

AD623电路

其中电容全为用于平滑波形的去耦电容，所以精度无需太高，取5%的电容即可。而经查证AD623的数据手册，该电路的放大倍数由下列公式所决定

其中RG采用可调电阻，以方便微调放大倍数。

由于在0-100℃时，该电路输出电压为3.61-5.00V，为了进一步将输出电压范围扩大到0-5V，可以利用减法电路取出铂电阻在0-100℃电压变化的范围。减法电路直接利用仪表放大器的差分输入即可实现，具体电路如图所示

整体电路

其中R8应该为100R0.1%的精密电阻，即其阻值等于0℃时的PT100的阻值，同时通过其的电流源为与PT100所使用电流源一致的电流源，且其所处的环境温度也应当一致，以提供一个PT100在0℃下的参考电压，但是由于PT100在0℃时的阻值未必精确为100R，所以实际出厂前应当使得PT100处于0℃的条件下，R8为可调电阻，调节其阻值使得运放输出值为0V，再将可调电阻阻值固定。

恒流源参数

温度稳定性：由于测温环境为0-100℃，恒流源的输出电流不应随温度变化而显著变化。提到的TL431具有极低的温度系数和温漂低，这使其成为实现温度稳定性的合适选择。在实际应用中，需要确保恒流源电路的设计能够充分抑制温度变化对输出电流的影响。

负载调整率：负载调整率反映了电流源在负载变化时保持输出电流稳定的能力。在的电路中，由于PT100的阻值随温度变化，负载调整率的好坏直接影响到测温精度。已经进行了详细的理论分析，并得出了电流纹波应小于0.000278mA的结论。在实际的电路设计中，需要采用合适的电路拓扑和元件参数来确保满足这一要求。

电阻参数

精密电阻：R2、R3、R4、R5、R6采用0.1%精密电阻，这可以确保电路中的电阻值具有高度的准确性和稳定性。精密电阻的使用有助于减小电路中的误差，提高测温精度。

可调电阻R8：可调电阻R8用于出厂调零，这可以方便地对电路进行校准，以确保在特定的测温范围内具有最高的准确性。在实际应用中，需要根据具体的测温需求和电路参数来调整R8的阻值。

 电容参数

去耦电容：电容全为去耦电容，用于减小电源波动对电路的影响。采用5%精度的电容即可满足要求，因为去耦电容的主要作用是提供一个稳定的电源电压，而不是精确控制电容值。然而，在实际应用中，仍然需要选择合适的电容容值和类型，以确保电路的稳定性和性能。

对于PT100铂热电阻本身，其性能指标也非常重要。PT100的阻值随温度变化而变化，这一特性使其成为测温元件的理想选择。然而，为了确保测温的准确性，需要确保PT100的阻值在测温范围内具有高度的线性度和稳定性。还需要考虑PT100的接线方式（二线制、三线制或四线制）对测温精度的影响，并选择合适的电路拓扑和元件参数来减小接线电阻和温度变化对测温精度的影响。