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pt100鉑熱電阻測溫實驗詳解

2017年10月25日 15:31 網(wǎng)絡整理 作者: 用戶評論(0

  pt100是鉑熱電阻,它的阻值會隨著溫度的變化而改變。PT后的100即表示它在0℃時阻值為100歐姆,在100℃時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理:當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆,它的的阻值會隨著溫度上升它的阻值是成勻速增漲的。

  鉑熱電阻元件作為一種溫度傳感器,其工作原理是在溫度作用下,鉑電阻絲的電阻值隨著溫度的變化而變化。溫度和電阻的關系接近于線性關系,偏差極小且隨著時間的增長,偏差可以忽略,具有可靠性好、熱響應時間短等優(yōu)點,且電氣性能穩(wěn)定。鉑熱電阻是一種精確、靈敏、穩(wěn)定的溫度傳感器。鉑熱電阻元件是用微型陶瓷管、孔內(nèi)裝繞制好的鉑熱電阻絲脫胎線圈制成感溫元件,由于感溫元件可以做得相當小,因此它可以制成各種微型溫度傳感器探頭??捎糜?200~+420℃范圍內(nèi)的溫度。

  PT100鉑熱電阻測溫實驗設計參數(shù)

  PT100 鉑電阻A 級在0℃時的電阻值R0=100±0.06 Ω;B 級R0=100±0.12 Ω,PT100鉑熱電阻各種溫度對應阻值見分度表23-1。PT100R 允許通過的最大測量電流為5mA,由此產(chǎn)生的溫升不大于0.3℃。設計時PT100上通過電流不能大于5mA。我們通過這個實驗更加深入的來了解一下熱電阻測溫實驗方案,加深對溫度傳感器工作原理的理解。

  pt100鉑熱電阻測溫實驗詳解

  實驗內(nèi)容分為三步驟:1.設計PT100 鉑熱電阻測溫實驗電路方案;2.測量PT100 的溫度與電壓關系,要求測溫范圍為:室溫~65℃;溫度測量精度:±2℃;輸出電壓≤4V,輸出以電壓V方式記錄。3.通過測量值進行誤差分析。

  pt100鉑熱電阻測溫實驗詳解

  1、完成系統(tǒng)方案設計;

  實驗方案初步設定為如下:

  pt100鉑熱電阻測溫實驗詳解

  電阻阻值計算:

  考慮圖中電路,當鉑電阻變化ΔR時,電橋電壓

  pt100鉑熱電阻測溫實驗詳解

  只有當R3取很大時才能保持線性。

  故取R3為350歐姆,R1和R2以及電位器選用儀器上的變阻器,通過調(diào)整使節(jié)點1和節(jié)點2對應的電壓差為零,這樣當鉑電阻受溫度的影響發(fā)生變化時就會引起節(jié)點間的電壓差,在實驗時,考慮到差動放大器可以臨時調(diào)節(jié)放大倍數(shù),所以此處放大器只作為更進一步調(diào)節(jié)的備用元件。 通過調(diào)零以及放大倍數(shù)的調(diào)整,使得實驗的數(shù)據(jù)滿足本實驗的要求,溫度變化一度時電壓變化約在0.08v左右。

  電源電壓的計算:

  由于實驗要求鉑電阻的電流不超過5mA,考慮電源電壓不應該超過5*(350+100)=2250mV=2.5V,實驗時為保證電流不致太大,考慮將電源電壓取為幅值為2V的交流電。

  2、測取PT100 溫度傳感器的有關數(shù)據(jù)(電壓、溫度變化量等);計算非線性誤差。

  測取結(jié)果如下:

  pt100鉑熱電阻測溫實驗詳解

  3、根據(jù)實驗內(nèi)容要求,擬定設計實驗步驟 實驗步驟如下:

  I.根據(jù)電路圖連接電路,電路圖見圖2-1-1

  II.將電路差動放大器的增益調(diào)至最大,調(diào)節(jié)變阻器,到顯示接近為零,進行調(diào)零操作。

  III.升高溫度,觀察在各溫度下的輸出電壓值,并記錄電壓值。

  實驗結(jié)果分析:

  pt100鉑熱電阻測溫實驗詳解

  計算靈敏度:k=Δy/Δx=(3.4-0.0024)/(65-13)=0.065 計算線性度:γL=ΔLmax/yFS=0.05/(65-13)=0.1%

  有實驗得到的圖形可以看到,實驗所得的數(shù)據(jù)基本上符合實驗要求,滿足線性關系,而且幅值在0-4v內(nèi)變化。

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( 發(fā)表人:陳翠-老賬號 )

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