本文主要是關于鉑電阻的相關介紹，并著重對鉑電阻溫度特性曲線圖進行了詳盡的分析。

鉑電阻

鉑電阻，簡稱為：鉑熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變。它有PT100和 PT1000等等系列產品，它適用于醫療、電機、工業、溫度計算、衛星、氣象、阻值計算等高精溫度設備，應用范圍非常之廣泛。

組成部分

常見的Pt100感溫元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上再經過復雜的工藝加工而成。

薄膜

薄膜鉑電阻：用真空沉積的薄膜技術把鉑濺射在陶瓷基片上，膜厚在2微米以內，用玻璃燒結料把Ni（或Pd）引線固定，經激光調阻制成薄膜元件。

特性

導體的電阻值隨溫度變化而變化，通過測量其電阻值推算出被測物體的溫度，這就是電阻溫度傳感器的工作原理。Pt100傳感器是利用鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化、并呈一定函數關系的特性來進行測溫，其溫度/阻值對應關系為：

（1） -200℃《t《0℃時，RPt100=100［1+At+B +Ct（t-100）］ （2-1）

（2）0℃≤t≤850℃時，RPt100=100（1+At+B ） （2-2）

式中，A=3.90802× ；B=-5.80× ；C=-4.2735× 。

Pt100溫度傳感器的主要技術參數如下：測量范圍：-200℃～+850℃；允許偏差值△℃：A級±（0.15+0.002│t│），B級±（0.30+0.005│t│）；熱響應時間《30s；最小置入深度：熱電阻的最小置入深度≥200mm；允通電流≤5mA。另外，Pt100溫度傳感器還具有抗振動、穩定性好、準確度高、耐高壓等優點。

鉑電阻溫度特性曲線圖分析

金屬鉑電阻器性能十分穩定，在-260～+630℃之間，鉑電阻用做標準溫度計；在0～+630℃之間，鉑電阻與溫度的關系如下：?

其中（0℃時電阻）R0=100，A=3.9684×10-3，B=?-5.847×10-7。

有了溫度與鉑電阻的關系式，我們可以建立以下的模型，如圖14-1所示。以V1代表溫度T，壓控多項式函數模塊用來實現上述函數，其輸出為電壓值，由鉑電阻的原理，模型模擬的應是電阻值，所以再加一個比例系數為1的壓控電阻，因此輸出電阻值按算式隨溫度值的變化而變化。

測量電路組成與原理?：?當溫度變化時，熱電阻的阻值隨溫度的變化而變化。對溫度的測量轉化為對電阻的測量，可將阻值的變化轉化為電壓或電流的變化輸入測量儀表，通過測量電路的轉換，即可得被測溫度。測溫電路由以下4部分組成。??1）穩壓環節：?

穩壓環節用于為后面的電路提供基準電壓，如圖14-2所示。穩壓二極管穩壓電路的輸出端接電壓跟隨器來穩定輸出電壓。電壓跟隨器具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的優點。

穩壓二極管穩壓電路是最簡單的一種穩壓電路，它由一個穩壓二極管和一個限流電阻組成。從圖14-3的穩壓管穩壓特性曲線可以看到，只要穩壓管的電流，則穩壓管就使輸出穩定在附近，其中是在規定的穩壓管反向工作電流下，所對應的反向工作電壓。限流電阻的作用一是起限流作用，以保護穩壓管；其次是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調節穩壓管的工作電流，從而起到穩壓作用。

設計穩壓二極管穩壓電路首先需要根據設計要求和實際電路的情況來合適的選取電

路元件，以下參數是設計前必須知道的：要求的輸出電壓、負載電流的最小值?和最大值（或者負載的最大值和最小值）、輸入電壓的波動范圍。

基本放大電路?

?????本設計沒有采用電橋法測量鉑電阻，是因為鉑電阻測溫采用單臂電橋，單臂電橋本身存在一定的非線性，為了避免電橋引入的非線性，所以采用放大電路測溫。

矯正環節?

雖然在圖14-1的模型中溫度的二次項系數很小，但仍存在一定程度的非線性。圖14-6為鉑電阻測溫的總體電路。

其中由運放U3和電阻R8、R9、R15組成的反向比例放大器為電路引入負反饋，可使電路輸出的線形度變好。?4）輸出范圍的調節?

?鉑電阻的阻值小且變化范圍小，為了使輸出變化明顯，總體電路中又加上了反向比例放大電路，調節RW3的值可以調節輸出電壓的范圍。?14.2.3?整體電路分析與設計?

鉑電阻測溫的整體測量電路如圖14-6所示，它由上節所介紹的各部分電路所組成，其中RW1用于基本放大電路調零，RW2用于調線性，RW3用于調節電壓放大倍數。D1為穩壓值為10V的穩壓二極管，其最大直流電流為143mA。下面我們來對電路進行分析，并確定電路的參數。?1）穩壓環節分析?

??????將圖14-6所示的穩壓環節的輸出端接一個負載電阻，如圖14-7所示。為了確定這一負載電阻的大致范圍，將與穩壓環節相連的放大電路的輸入端改接一個10V的直流源，然后對電路進行傳遞函數分析，其設置如圖14-8所示，將新加入的直流源作為輸入源（圖中的vv11），電路的總輸出端作為輸出節點，接地端作為參考節點。傳遞函數分析的結果如圖14-9所示，輸入阻抗約為1.8KΩ。

下面我們來分析電壓跟隨器在電路中的作用。將圖14-7中運放的正輸入端接一個10V的直流電壓源，然后對修改后的電路進行傳遞函數分析，結果如圖14-12所示，可見電壓跟隨器具有很高的輸入阻抗和很低的輸出阻抗。

對圖14-7所示的電路進行參數掃描分析，觀察負載電阻R2變化對輸出電壓的影響。使R2在1Ω到10KΩ之間均勻的取10個值，然后對輸出節點22進行直流工作點掃描，結果如圖14-13所示。將圖14-7中的電壓跟隨器去掉，將負載電阻R2直接與穩壓二極管穩壓電路的輸出端相連，然后仍按上面的設置對R2進行參數掃描分析，分析結果如圖14-14所示。比較圖14-13和圖14-14可知，由于電壓跟隨器的輸入電阻較大，則流過R1的電流基本全部流向穩壓二極管，且電壓跟隨器隔離了負載電阻變化對二極管穩壓電路的影響，所以加電壓跟隨器的穩壓電路，在穩壓范圍內輸出電壓較穩定，且約等于10V。

鉑電阻溫度特性分析?

在圖14-6的總測量電路中，對鉑電阻模塊進行直流掃描分析，觀察測量溫度與鉑電阻阻值的關系。直流掃描分析的設置如圖14-15所示，掃描電源為模擬測量溫度數值的電壓源V1，掃描范圍為0V～500V（即模擬0℃～500℃的變化），觀察節點2和15間的電壓差的變化（模擬鉑電阻的變化）。直流掃描分析的結果如圖14-16所示，其中實線為分析所得的數據，虛線為連接實線兩端點所得的直線，可見鉑電阻的阻值與溫度的關系存在非線性。因此需要調節RW2來調節負反饋的程度，從而矯正輸出電壓與溫度的非線性關系。

RW1作用分析?

將滑動變阻器RW1用一個任意大小的電阻代替，然后對該電阻進行參數掃描分析，觀察RW1變化時，輸出電壓在什么時候接近于零。RW1阻值的掃描范圍為1KΩ到100KΩ，從圖14-17的分析結果可知，RW1取大約90KΩ左右時，輸出端電壓才接近于零，所以應取100KΩ的滑動變阻器來進行調零。最后調節滑動變阻器RW1使其兩端阻值約為93.1?KΩ。?

14.2.4實驗數據處理?

從0℃開始到100℃，電路每變化5℃讀一次數，得表14-1?實驗數據

結語

關于鉑電阻的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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