铂电阻设计温度计

1. 铂电阻设计温度计

一等标准铂电阻温度计应满足以下条件: 
W (29.764 6℃)≥1.118 07 (5) 
W (29.764 6℃)为温度计在镓熔点时的电阻值RGa与Rtp之比,W (29.764 6℃)=RGa/Rtp. 

二等标准铂电阻温度计可满足下面两个条件之一: 
W (29.764 6℃)≥1.118 07 
W (100℃)≥1.392 54 (6) 
W (100℃)为温度计在100℃时电阻值R(100℃)与Rtp之比, 
W (100℃)=R (100℃)/Rtp. 
根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。最常用的电阻温度计都采用金属丝绕制成的感温元件，主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计，在低温下还有碳、锗和铑铁电阻温度计。精密的铂电阻温度计[1]是目前最精确的温度计，温度覆盖范围约为14～903K，其误差可低到万分之一摄氏度，它是能复现国际实用温标的基准温度计。我国还用一等和二等标准铂电阻温度计来传递温标，用它作标准来检定水银温度计和其他类型的温度计。分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。

  电阻温度计

  利用导体电阻随温度变化而改变的性质而制成的测温装置。通常是把纯铂细丝绕在云母或陶瓷架上，防止铂丝在冷却收缩时产生过度的应变。在某些特殊情况里，可将金属丝绕在待测温度的物质上，或装入被测物质中。在测极低温的范围时，亦可将碳质小电阻或渗有砷的锗晶体，封入充满氦气的管中。将铂丝线圈接入惠斯通电桥的一条臂，另一条臂用一可变电阻与两个假负载电阻，来抵偿测量线圈的导线的温度效应。电阻将按下列公式随温度发生变化：

  R=R0（1+aθ）

  式中R是θ℃的电阻，R0是0℃时的电阻，a是常数。比较精确的式子是：

  R=R0（l+aθ+bθ2）

  式中b是第二个常数。电阻温度计在-260℃～+1200℃范围内，可作极精确的测定。它适用范围广，远远超出水银温度计。可作测温的标准。

  电阻温度计的技术参数：

  测量范围 Pt385 -190℃ ~ 790℃ (-310 ~ 1454℉)

  Pt3916 -190℃ ~ 615℃ (-310 ~ 1139℉)

  Pt3926 -190℃ ~ 615℃ (-310 ~ 1139℉)

  分辨率 0.1℃ / 0.1℉ / 0.1K

  误差值 ±(0.05%rdg+0.5℃)

  ±(0.05%rdg+0.9℃)

  温度系数 每1℃的变化少于0.1倍的额定规格值

  取样率 1次/秒

  操作/储存环境条件 0oC ～ 40oC＜ 80% RH

  -10oC ～ 60oC＜(低于70%之相对湿度)

  电源供应 6颗 AAA规格电池

  电池寿命 约 300 小时 (不包括背灯、蜂鸣器)

  尺寸 152(长)×72(宽)×37(高)mm

  重量 约 300g

2. 什么是铂电阻温度计

根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。最常用的电阻温度计都采用金属丝绕制成的感温元件，主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计，在低温下还有碳、锗和铑铁电阻温度计。精密的铂电阻温度计[1]是目前最精确的温度计，温度覆盖范围约为14～903K，其误差可低到万分之一摄氏度，它是能复现国际实用温标的基准温度计。我国还用一等和二等标准铂电阻温度计来传递温标，用它作标准来检定水银温度计和其他类型的温度计。分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。

  电阻温度计

  利用导体电阻随温度变化而改变的性质而制成的测温装置。通常是把纯铂细丝绕在云母或陶瓷架上，防止铂丝在冷却收缩时产生过度的应变。在某些特殊情况里，可将金属丝绕在待测温度的物质上，或装入被测物质中。在测极低温的范围时，亦可将碳质小电阻或渗有砷的锗晶体，封入充满氦气的管中。将铂丝线圈接入惠斯通电桥的一条臂，另一条臂用一可变电阻与两个假负载电阻，来抵偿测量线圈的导线的温度效应。电阻将按下列公式随温度发生变化：

  R=R0（1+aθ）

  式中R是θ℃的电阻，R0是0℃时的电阻，a是常数。比较精确的式子是：

  R=R0（l+aθ+bθ2）

  式中b是第二个常数。电阻温度计在-260℃～+1200℃范围内，可作极精确的测定。它适用范围广，远远超出水银温度计。可作测温的标准。

  电阻温度计的技术参数：

  测量范围 Pt385 -190℃ ~ 790℃ (-310 ~ 1454℉)

  Pt3916 -190℃ ~ 615℃ (-310 ~ 1139℉)

  Pt3926 -190℃ ~ 615℃ (-310 ~ 1139℉)

  分辨率 0.1℃ / 0.1℉ / 0.1K

  误差值 ±(0.05%rdg+0.5℃)

  ±(0.05%rdg+0.9℃)

  温度系数 每1℃的变化少于0.1倍的额定规格值

  取样率 1次/秒

  操作/储存环境条件 0oC ～ 40oC＜ 80% RH

  -10oC ～ 60oC＜(低于70%之相对湿度)

  电源供应 6颗 AAA规格电池

  电池寿命 约 300 小时 (不包括背灯、蜂鸣器)

  尺寸 152(长)×72(宽)×37(高)mm

  重量 约 300g

3. 标准铂电阻温度计为什么要采用电阻比计算温度

根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。最常用的电阻温度计都采用金属丝绕制成的感温元件，主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计，在低温下还有碳、锗和铑铁电阻温度计。精密的铂电阻温度计[1]是目前最精确的温度计，温度覆盖范围约为14～903k，其误差可低到万分之一摄氏度，它是能复现国际实用温标的基准温度计。我国还用一等和二等标准铂电阻温度计来传递温标，用它作标准来检定水银温度计和其他类型的温度计。分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。
电阻温度计
利用导体电阻随温度变化而改变的性质而制成的测温装置。通常是把纯铂细丝绕在云母或陶瓷架上，防止铂丝在冷却收缩时产生过度的应变。在某些特殊情况里，可将金属丝绕在待测温度的物质上，或装入被测物质中。在测极低温的范围时，亦可将碳质小电阻或渗有砷的锗晶体，封入充满氦气的管中。将铂丝线圈接入惠斯通电桥的一条臂，另一条臂用一可变电阻与两个假负载电阻，来抵偿测量线圈的导线的温度效应。电阻将按下列公式随温度发生变化：
r=r0（1+aθ）
式中r是θ℃的电阻，r0是0℃时的电阻，a是常数。比较精确的式子是：
r=r0（l+aθ+bθ2）
式中b是第二个常数。电阻温度计在-260℃～+1200℃范围内，可作极精确的测定。它适用范围广，远远超出水银温度计。可作测温的标准。
电阻温度计的技术参数：
测量范围
pt385
-190℃
~
790℃
(-310
~
1454℉)
pt3916
-190℃
~
615℃
(-310
~
1139℉)
pt3926
-190℃
~
615℃
(-310
~
1139℉)
分辨率
0.1℃
/
0.1℉
/
0.1k
误差值
±(0.05%rdg+0.5℃)
±(0.05%rdg+0.9℃)
温度系数
每1℃的变化少于0.1倍的额定规格值
取样率
1次/秒
操作/储存环境条件
0oc
～
40oc＜
80%
rh
-10oc
～
60oc＜(低于70%之相对湿度)
电源供应
6颗
aaa规格电池
电池寿命
约
300
小时
(不包括背灯、蜂鸣器)
尺寸
152(长)×72(宽)×37(高)mm
重量
约
300g

4. 铂电阻温度计的原理

ρr是由杂质和晶体缺陷所引起，称为剩余电阻率，与温度无关。利用金属这一电阻率与温度的关系，可以做成温度计，用电阻的大小来表示温度。金属铂是理想的温度计材料，它易提纯，易加工，有很好的物理和化学的稳定性。国际温度咨询委员会把它作为ITS-90从13.8033K～961.78℃温区的标准温度计，且对它的纯度要求为：其电阻比W(29.7646℃)≥1.11807或W(-38.8344℃)≤0.844235，其中W=R(T90)/R(273.19K)。1）、不容于任何单一的酸，只溶于王水；2）可以得到很纯的实用材料，一号铂的纯度是99.999%；3）退火铂丝在冷热循环中电阻的稳定性很高，用它制成的温度计校准一次可用很久；4）易于机械加工，可以拉成丝并绕成所需要的形状；5）在直到14K附近的低温仍有可用的电阻温度系数；6）温度较高时电阻温度关系的线性好。

5. 铂热电阻的分度表

-50度 80.31欧姆-40度 84.27欧姆-30度 88.22欧姆-20度 92.16欧姆-10度 96.09欧姆0度 100.00欧姆10度 103.90欧姆20度 107.79欧姆30度 111.67欧姆40度 115.54欧姆50度 119.40欧姆60度 123.24欧姆70度 127.08欧姆80度 130.90欧姆90度 134.71欧姆100度 138.51欧姆110度 142.29欧姆120度 146.07欧姆130度 149.83欧姆140度 153.58欧姆150度 157.33欧姆160度 161.05欧姆170度 164.77欧姆180度 168.48欧姆190度 172.17欧姆200度 175.86欧姆阻值会随着温度的匀速有规律的增长！

6. 铂电阻测温电路应该计算些什么

不知道对不对。帮你找的



    铂电阻温度传感器[1]是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200°C～650°C)范围的温度测量中。 

       但在这种检测电路中,不平衡电桥中以及铂电阻的阻值和温度之间的非线性特性给最后的温度测量带来了一定的误差。早期通常采用硬件电路来减小这种误差。但硬件法不但增加了电路的复杂性,而且由于包括传感器在内的各种硬件本身的缺陷和弱点,所以往往难以达到较高的指标要求。因此,在系统的设计上引入与检测技术直接相关的数据处理算法,即软件算法来实现线性化处理的要求,可以有效地提高系统的精度,降低成本。 

       本测温仪通过采用查表线性化法得出温度各点对应的A/D转换值,并且利用软件算法实现了电路中各参数的自适应调整选取,在尽可能提高分辨率的情况下使设计的电路在给定的温度范围内各点的分辨率近似相等,从而方便了硬件电路的设计和电阻的选取,也减小了铂电阻测温电路的非线性误差。 

       系统结构 

       测温仪的系统硬件结构框图如图1所示。考虑到功耗及整机的精度和价格等问题,测温仪的单片机控制器采用NEC的8位78K0系列单片机,并启用了看门狗功能,以提高测温仪的抗干扰性能。测温系统采用不平衡电桥测量铂电阻随温度变化的电压信号,经过放大、A/D转换后,送到单片机中进行处理和显示。采集时显示最值温度,超过设定值则报警。本测温仪通过USB接口与PC机连接,上位机负责设置采集开始时间、采集间隔时间等参数,并读取下位机数据,进行数据分析和处理。  



图1 系统硬件结构框图 



图2 温度测量电路原理图 

 　　系统硬件设计 

 　　测温仪的测温电路采用典型的铂电阻电桥电路,如图2所示。该测温仪的测温电路采用软件算法中的查表线性化方法,利用软件算法对电路参数进行自适应调整选取,在保证高分辨率的情况下,使得在给定的温度范围内各点的分辨率近似相等,误差可达到0.5级仪表的要求,提高了测温仪的整体性能。 

 　　图2中最后输出的U5将被送到A/D转换器转换为数字量,然后由微处理器读入再进行处理。通过对温度测量电路的数学分析可以得出,U5和Us是完全成正比的。因此,在设计中将Us设为A/D转换过程中的参考电压。这样,即使Us有所变化,也不会影响A/D转换器的转换结果。 

 　　由于将Us设为了参考电压,为了最大化测量的分辨率,希望U5的输出在温度低限时向0V靠拢,而在温度高限时向Us靠拢。这样,首先存在的一个问题便是运算放大器的输出问题。通常,运算放大器的输出并不等于电源电压,因为存在一个饱和问题,这样便降低了整个电路的测量分辨率。在实际设计中,使用的是Rail-to-Rail的运算放大器,即输出上限可以达到电源电压,而下限可以达到0V。这一点对于整个电路来讲是非常关键的。 

 　　下面具体介绍测温电路参数自适应调整选取的设计过程。 

 　　确定参数的原则是达到尽可能高的分辨率,以及尽量消除由于铂电阻的强非线性带来的各个温度段分辨率的明显差异。整个计算和赋值过程通过软件程序来实现。 

 　　第一步,通过输入获取温度最大值和最小值,得出温度的范围。 

 　　第二步,通过输入获取电阻R1、R2、R4的阻值。 

 　　为了使节点①的电压大于节点②的电压(因为放大电路是单电源供电的,不可以输出负电压),R1的值必须大于RT在温度测量范围内的最大值。同时,为了保证桥路的灵敏度,R1的值仅需稍微大于(或等于)RT的最大值即可。同时明确放大电路中的要求R4＝R5、R6＝R7,而且为了降低功耗,它们的取值通常都大于100kΩ。本设计中取R2＝100kΩ,作为它的临时计算初值;取R4＝R5＝100kΩ。 

 　　第三步,确定剩下的参数值R6、R7。 

 　　由于桥路的要求,R3＝R2,R4～R7的阻值比较大,这里可以忽略它们的影响来计算节点①和②之间的电压差(U12)的变化范围,从而求出R6、R7的阻值(R4阻值乘以放大倍数K)。 

 　　第四步,计算RT取最大值和最小值时该电路的分辨率。 

 　　由于此时已知R1～R7的所有电阻阻值,因此可以计算出具备这些参数

的电路在RT取最大值处的分辨率。例如当温度为-30°C时RT取最大值,求出U5的值;然后查铂电阻分度表得RT在-29°C时的电阻值,再次求出另一个U5的值,二者之差的绝对值即相对表示了该电路在此点的分辨率,差值越大,则分辨率越高。同理,可以求得该电路在RT最小值处的两个输出电压U5之差。 
 　

7. 铂电阻测温的具体原理

对于金属而言，因为金属中有大量的自由电子。温度越高，电子热运动越明显，阻碍作用就越大。
试想，在人流量很大的步行街，你从这边跑到那边，是不是比没有人的是好跑的慢？
金属就是步行街。人就是自由电子。
这样测量金属的电阻就可以知道它的温度。通常用线性比较好的铂丝、铜丝作测温的电阻。称为热电阻。工业用热电阻一般采用 Pt100,Pt10,Pt1000、Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度，铜热电阻为零下40到140摄氏度。

  如用铂丝做成的热电阻，其分度号称Pt100。就是说它的阻值在0度时为100欧姆，负200度时为18.52欧姆，200度时为175.86欧姆，800度时为375.70欧姆。

  比如用铜丝作的热电阻，分度号Cu50。它在0度时，阻值是50欧姆，100度时是71.400欧姆。

  热电阻公式都是Rt=Ro(1+A*t+B*t*t);Rt=Ro[1+A*t+B*t*t+C(t-100)*t*t*t] 的形式，t表示摄氏温度，Ro是零摄氏度时的电阻值，A、B、C都是规定的系数，对于Pt100,Ro就等于100。

8. 标准铂电阻温度计在使用中应注意什么？

标准铂电阻温度计运输和使用注意事项：
 1、标准铂电阻温度计出厂时配有包装盒用于放置标准铂电阻温度计，长途运输需要另做木质发运外包装箱，以免导致石英玻璃管损坏。
 2、产品在运输过程中应避免剧烈震动和颠簸，以免导致产品外观断裂或因外部应力导致铂电阻阻值超差。
 3、使用前先检查标准铂电阻温度计的出厂编号是否和检定证书上的产品编号一致。
 4、产品出厂时所附的计量检定证书请妥善保存，下次检定时须带上原检定证书。
详尽内容请参阅 http://www.yunrun.com.cn/Product/14.html