PT100温度传感器应用与电路设计详解

本文主要介绍了PT100传感器在实际应用中的使用，特别是针对其在温度测量系统中的应用。PT100是一种常见的铂丝热电阻传感器，以其良好的稳定性和线性特性，在-200℃至650℃的宽温范围内被广泛应用，但本文电路设计将其工作范围限制在-19℃至500℃。 电路结构分为两个部分：一是传感器前置放大电路，二是单片机A/D转换、显示、控制和软件非线性校正模块。前置放大电路的设计非常简洁，通过一个3K92电阻将传感器与5V电源相连，虽然这可能导致非线性问题，但在单片机软件的支持下，可以简化传感器的接入过程。 根据PT100的电阻-温度特性，当温度在0℃至500℃时，其电阻值变化显著。通过串联分压的方式，利用公式 Vcc/(PT100+3K92) * PT100 来计算在不同温度下的输出电压。例如，在100℃时，输出电压大约为170.64mV。单片机的10位A/D转换器在此系统中用于将传感器的电压信号转换为数字信号，满度量程下的最大值为1023，这意味着为了使500℃的输出在显示屏幕上达到500字，需要对原始输出电压进行放大，放大倍数约为10.466。 值得注意的是，实际计算中，由于电路的局限性，理论上的500℃对应于450字，而非500字。这是因为在实际操作中，单片机A/D转换的满度值并不是理想的500℃对应值，而是受限于硬件条件，所以在计算放大倍数时需要考虑这一点。 本文详细阐述了如何使用PT100传感器，包括其接入方法、信号处理策略以及如何通过软件校正来克服非线性问题，确保测量精度。同时，它还强调了在实际应用中需要根据硬件特性对理论值进行调整，以实现准确的数据转换和显示。这对于理解并有效运用PT100传感器在温度监控系统中的作用非常有帮助。