一、概述
鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數關系而制成的溫度傳感器,由于其測量準確度高、測量范圍大、復現性和穩定性好等,被廣泛用于中溫(-200℃～650℃)范圍的溫度測量中。
PT100是一種廣泛應用的測溫元件，在-50~600℃℃范圍內具有其他任何溫度傳感器無可比擬的優勢，包括高精度、穩定性好、抗干擾能力強等。由于鉑電阻的電阻值與溫度成非線性關系，所以需要進行非線性校正。校正分為模擬電路校正和微處理器數字化校正，模擬校正有很多現成的電路，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響。
常用的Pt電阻接法有三線制和兩線制，其中三線制接法的優點是將PT100的兩側相等的的導線長度分別加在兩側的橋臂上，使得導線電阻得以消除。常用的采樣電路有兩種：一為橋式測溫電路，一為恒流源式測溫電路。
二、方案匯總
（1）、橋式測溫電路
測溫原理：電路采用TL431和電位器VR1調節產生4.096V的參考電源；采用R1、R2、VR2、Pt100構成測量電橋（其中R1＝R2，VR2為560Ω精密電阻），當Pt100的電阻值和VR2的電阻值不相等時，電橋輸出一個mV級的壓差信號，這個壓差信號經過運放op07放大后輸出期望大小的電壓信號，該信號可直接連AD轉換芯片。差動放大電路中R3＝R4、 R5＝R6、放大倍數＝R5/R3，運放采用單一5V供電。
該方案特點：
優點：
采用op07低 VOS、低VOS 漂移、低噪聲、寬輸入電壓范圍、低功耗軌到軌型運放，溫度采樣準確度高、可方便調節放大倍數。
缺點：電路結構復雜、電橋容易受溫濕度、振動、而且電橋的正電源必須接穩定的參考基準，否則會影響計算得出的溫度的準確性。若想改變電橋輸出的壓差大小，需要同幅度調整R1和R2的電阻值，實用性不強。
（2）恒流源式測溫電路
測溫原理：通過運放U1A將基準電壓4.096V轉換為恒流源，電流流過Pt100時在其上產生壓降，再通過運放U1將該微弱壓降信號放大（圖中放大倍數為10），即輸出期望的電壓信號，該信號可直接連AD轉換芯片。
根據虛地概念“工作于線性范圍內的理想運放的兩個輸入端同電位”，運放U1A的“+”端和“-”端電位V+＝V-＝4.096V；假設運放U1A的輸出腳1對地電壓為Vo，根據虛斷概念，（0-V-）/R1+（Vo-V-）/RPt100＝0，因此電阻Pt100上的壓降VPt100＝Vo-V-＝V-*RPt100/R1，因V-和R1均不變，因此圖3虛線框內的電路等效為一個恒流源流過一個Pt100電阻，電流大小為V- /R1，Pt100上的壓降僅和其自身變化的電阻值有關。
該電路特點：
恒流源式測溫電路輸出的溫敏元件兩端的絕對電壓，通常有一個較大的基本電壓，不能突出變化的部分，電路比較簡單；
圖中用了兩個運放，整個電路功耗增加；
采用恒流供電，可以取得線性的溫度-電壓值。
下面以恒流源式為例做仿真測試。
三、電路仿真測試
連續調節RTD-PT100觀察波形變化：
連續調節鉑電阻時可觀察到輸出電壓波形連續變化，可看出電路的可行性。
-200°C下電路測輸出電壓：
由仿真可知，-200°C時電路輸出電壓約為3.397V。
300°C下：
由仿真可知，300°C時電路輸出電壓約為3.834V
四、鉑電阻參數說明
PT100溫度傳感器是一種以鉑(Pt)做成的電阻式溫度傳感器，屬于正電阻系數,
其電阻阻值與溫度的關系可以近似用下式表示：
在0～650℃范圍內：
Rt =R0 (1+At+Bt2)
在-200～0℃范圍內：
Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)
式中A、B、C 為常數，
A=3.96847×10-3；
B=-5.847×10-7；
C=-4.22×10-12；
由下表提供的鉑電阻分度特性表，即可得出各參數。
WZP型鉑熱電阻(Pt100)分度特性表
五、補充
由于橋式測溫電路的復雜性和電橋容易受影響等缺點，未采用此方案，但是恒流源式測溫電路有因為用到兩個運放，整體增加了功耗，所以由此得到一個疑問：有沒有電路結構簡單，功耗又低，各參數又可方便調節的電路呢？
所以，就又得到一個鉑電阻測溫電路。如下圖所示：
原理簡述：
該電路為一個RTD-PT100與560（精密電阻）電阻并聯接入差動放大器中，通過鉑電阻受到外界溫度的作用，導致電阻的阻值發生變化，從而引起同相和反相出現壓差，通過運放輸出這個壓差信號，再經過AD轉換后經處理計算即可得出當前溫度值。
1、（仿真測試）
連續調節RTD-PT100時，輸出波形變化：
連續調節RTD-PT100時可觀察到輸出波形發生變化，而且相比于恒流源式電壓的單位變化電阻內電壓發生的變化更明顯。這也表示這，該電路只要AD轉換分辨率夠就可以測量更小的溫度值。
300°C：
可以從仿真結果看出，在300°C時輸出電壓值約為2.761V。
-200°C：
可以從仿真結果看出，在-200°C時輸出電壓值約為0.346V。都在AD轉換正常輸入電壓。
綜上由電路參數、鉑電阻各參數公式和鉑電阻分度特性表，理論上可以實現-200°C到300°C范圍內的測量。具體實際情況需要根據實際電路驗證和改進。謝謝！
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