Pt100溫度傳感器非線性的補(bǔ)償方法與電路實(shí)現(xiàn)

張志勇,辛長宇,朱玉龍,吉小軍.Pt100溫度傳感器非線性的補(bǔ)償方法與電路實(shí)現(xiàn)[J].電子器件,2007(06):2189-2191.2100433B

針對鉑電阻(Pt100)溫度傳感器輸出的非線性問題,結(jié)合其非線性的具體特點(diǎn)和船舶裝備的實(shí)際使用要求,提出了一種補(bǔ)償其非線性的方法,即通過動態(tài)調(diào)整流過鉑電阻的激勵電流,來補(bǔ)償由于鉑電阻隨溫度升高阻值增加率減小而引起的非線性,并設(shè)計(jì)了專用的非線性補(bǔ)償電路.在對電路補(bǔ)償原理及效果進(jìn)行理論分析和計(jì)算機(jī)模擬仿真的基礎(chǔ)上,實(shí)際制作了該非線性補(bǔ)償電路,并進(jìn)行了現(xiàn)場測試,結(jié)果表明在0~650℃的溫度范圍內(nèi),電路輸出的非線性誤差不超過0.12%.目前以本電路為核心的溫度測量與控制系統(tǒng)已實(shí)際應(yīng)用于某海軍船舶裝備。

pt100溫度傳感器如果由兩個(gè)用來測量溫差的傳感器組成，輸出信號與溫差之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系。pt100溫度傳感器輸出信號與溫度變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系（通常為線性函數(shù)），早期生產(chǎn)的pt100溫度傳感器其輸出信號與溫度傳感器的電阻值（或電壓值）之間呈線性函數(shù)關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號主要為0mA~10mA和4mA~20mA（或1V~5V）的直流電信號。不排除具有特殊規(guī)定的其他標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號。溫度變送器按供電接線方式可分為兩線制和四線制。[2]變送器有電動單元組合儀表系列的（DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型和DDZ-S型）和小型化模塊式的，多功能智能型的。前者均不帶pt100溫度傳感器，后兩類變送器可以方便的與熱電偶或熱電阻組成帶傳感器的變送器。

恒流恒壓法

在傳統(tǒng)的儀器儀表中，一般都采用這種方法，在構(gòu)建恒流或者恒壓法后，在利用歐姆定律，算出Pt100的阻值，然后查詢分度表，得到溫度。這種方法最簡單也最通用。

通用傳感器接口UTI法

傳統(tǒng)的方法雖然簡單，但是有很多不足。使用通用傳感器接口芯片，只需要一個(gè)對溫度不敏感的參考電阻，把Pt100接上UTI的電路，可以通過MCU得到Pt100和參考電阻的比例，從而得到阻值和溫度。這種方法非常適用于基于微處理器（MCU）的系統(tǒng)，UTI所有的信息只通過一MCU兼容的信號輸出，這樣大大的減少了各分立模塊之間的外接線和耦合器。

a)接1個(gè)Pt100的接線圖__

b)接2到3個(gè)Pt100的接線圖_______

c)接8個(gè)Pt100的接線圖__

pt100溫度傳感器產(chǎn)品簡介

LM-PT100、LM-PT1000是帶LCD顯示的熱電阻溫濕度傳感器，工作于-40℃～ 85℃( Link-Max 溫濕度傳感器

主機(jī)范圍，不是外接的傳感器范圍)工業(yè)級環(huán)境，采集溫度范圍為－200℃～ 200℃，顯示精度0.1℃；綜合精度0.3℃。將我們的熱電阻傳感器與我們的RS－485中繼器，可將原來只能連接32個(gè)PT100、PT1000熱電阻采集模塊連到同一網(wǎng)絡(luò)曾多到255個(gè)，且最大通信距離為1200m。LM-PT100、LM-PT1000熱電阻溫濕度傳感器還可以和LM-8052NET配合，組成TCP/IP的溫度采集網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集溫度。

pt100溫度傳感器詳細(xì)內(nèi)容

LM-PT100、LM-PT1000、WD-PT100、WD-PT1000是一種新型的熱電阻溫度傳感器采集模塊(不帶PT100、PT1000溫度傳感器，需另外購買)，利用它可以實(shí)現(xiàn)兩路現(xiàn)場溫度的采集，同時(shí)利用其自身的RS－485總線串行通信接口可以方便地和環(huán)境監(jiān)控主機(jī)或其他工控主機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。

工作于-40℃～85℃(主機(jī)范圍，不是外接的傳感器范圍)工業(yè)級PT100、PT1000熱電阻采集模塊，按顯示方式分有不帶LCD顯示的WD系列(WD-PT100、WD-PT1000)和帶LCD顯示的LM系列(LM-PT100、PT1000)兩類。采集溫度范圍為－200℃～ 200℃，顯示精度0.1℃；綜合精度0.3℃。

PT100、PT1000熱電阻采集模塊可通過隔離的485通訊接口與RS－485局域控制網(wǎng)組網(wǎng)連接，RS－485最多允許32個(gè)PT100、PT1000熱電阻采集模塊掛在同一總線上，但如采用Link-Max的RS－485中繼器，則可將多達(dá)256個(gè)PT100、PT1000熱電阻采集模塊連到同一網(wǎng)絡(luò)，且最大通信距離為1200m。在將PT100、PT1000熱電阻采集模塊安裝入網(wǎng)前，應(yīng)對其進(jìn)行配置，并首先應(yīng)將模塊的波特率與網(wǎng)絡(luò)的波特率設(shè)為一致，同時(shí)應(yīng)分別設(shè)置PT100、PT1000熱電阻采集模塊為不同的地址，防止各PT100、PT1000熱電阻采集模塊的地址沖突。

將PT100、PT1000熱電阻采集模塊正確連接后，主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令即可使PT100、PT1000熱電阻采集模塊將數(shù)據(jù)送回主機(jī)。PT100、PT1000熱電阻采集模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)每秒鐘更新一次，并周期性地更新LCD顯示屏的顯示數(shù)據(jù)(僅LM系列)。

WD系列用于不需要顯示溫度的場合，如戶外ATM機(jī)柜，該系列為DIN導(dǎo)軌安裝型外殼。LM系列除可完成溫度采集外，還可以預(yù)先設(shè)置溫度的上下限報(bào)警值，當(dāng)環(huán)境參數(shù)超過該設(shè)定值時(shí)，機(jī)內(nèi)蜂鳴器立即響起報(bào)警聲。

PT100、PT1000熱電阻采集模塊是一種具有廣泛應(yīng)用前景的全數(shù)字化PT100、PT1000熱電阻采集模塊，使用該模塊可使溫度監(jiān)控變得十分容易，PT100、PT1000熱電阻采集模塊可接兩線制、三線制、四線制PT100、PT1000熱電阻，當(dāng)采用三線四線時(shí)，模塊可對線阻進(jìn)行有效地補(bǔ)償。使電纜的長度不影響采集精度。該模塊在環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和工業(yè)自動化等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，具有極優(yōu)的性價(jià)比。

PT100、PT1000熱電阻采集模塊還可和LM-8052NET配合，組成TCP/IP的溫度采集網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集溫度。

pt100溫度傳感器技術(shù)參數(shù)

輸入響應(yīng)時(shí)間（模塊內(nèi)數(shù)據(jù)更新率）為1秒同步測量

1路隔離的485, MODBUS RTU通訊協(xié)議

采用RS－485二線制輸出接口時(shí)，具有 15kV的ESD保護(hù)功能

速率（bps）可在1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200中選擇

可選的雙協(xié)議通訊功能，客戶可要求具有ASCII碼格式或十六進(jìn)制格式通訊協(xié)議

當(dāng)指令為ASCII碼格式時(shí)，適合于微機(jī)編程接口；指令為十六進(jìn)制格式時(shí)，適合于單片機(jī)編程接口

可設(shè)置的溫度上下限報(bào)警功能（僅LM系列）

精度等級：0.2級

供電電源： 7.5～30V

功耗小于0．1W

主機(jī)工作溫度范圍為－40℃～ 85℃

測量范圍為－200℃～ 200℃

存貯條件為－40℃～ 85℃（RH：5%～95%不結(jié)露）

體積：LM系列為106mm×98mm×22mm；WD系列為26mm×98mm×41mm 安裝方式：

LM系列為壁掛式安裝孔，內(nèi)置斜撐支架也可桌面擺放；WD系列為DIN導(dǎo)軌卡裝

pt100溫度傳感器型號指南

LM-400帶LCD顯示屏的網(wǎng)絡(luò)型溫度傳感器傳感器采集模塊(自帶溫濕度傳感器)

LM-410帶LCD顯示屏的網(wǎng)絡(luò)型溫濕度傳感器傳感器采集模塊(自帶溫濕度傳感器)

LM-420帶LCD顯示屏帶上下限報(bào)警輸出的網(wǎng)絡(luò)型溫濕度采集模塊(可控制聲光報(bào)警器)

LM-PT100帶LCD顯示屏的網(wǎng)絡(luò)型兩路PT100熱電阻采集模塊

LM-PT1000帶LCD顯示屏的網(wǎng)絡(luò)型兩路PT1000熱電阻采集模塊

WD-PT100不帶LCD顯示屏的網(wǎng)絡(luò)型兩路PT100熱電阻采集模塊

WD-PT1000不帶LCD顯示屏的網(wǎng)絡(luò)型兩路PT1000熱電阻采集模塊