1、.Pt100鉑電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸趯?shí)驗(yàn)二十九的基礎(chǔ)上了解Pt100熱電阻電壓轉(zhuǎn)換方法及Pt100熱電阻測(cè)溫特性與應(yīng)用。 二、基本原理：利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，可以制成熱電阻，要求其材料電阻溫度系數(shù)大，穩(wěn)定性好，電阻率高，電阻與溫度之間最好有線性關(guān)系。常用的熱電阻有鉑電阻(500以內(nèi))和銅電阻(150以內(nèi))。鉑電阻是將0.050.07的鉑絲繞在線圈骨架上封裝在玻璃或陶瓷內(nèi)構(gòu)成，圖301是鉑熱電阻的結(jié)構(gòu)。圖301鉑熱電阻的結(jié)構(gòu)在0500以內(nèi)，它的電阻Rt與溫度t的關(guān)系為：Rt=Ro(1+At+Bt2)，式中： Ro系溫度為0時(shí)的電阻值(本實(shí)驗(yàn)的鉑電阻Ro100)。A3.9684&

2、#215;103，B5.847×1072。鉑電阻一般是三線制，其中一端接一根引線另一端接二根引線，主要為遠(yuǎn)距離測(cè)量消除引線電阻對(duì)橋臂的影響(近距離可用二線制，導(dǎo)線電阻忽略不計(jì))。實(shí)際測(cè)量時(shí)將鉑電阻隨溫度變化的阻值通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓的變化量輸出，再經(jīng)放大器放大后直接用電壓表顯示，如圖302所示。圖302熱電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換原理圖圖中V=V1-V2；V1=R3/(R3+Rt)Vc；V2=R4/(R4+R1+RW1)Vc； V=V1-V2=R3/(R3+Rt)R4/(R4+R1+RW1)Vc；所以Vo=KV= KR3/(R3+Rt)R4/(R4+R1+RW1)Vc。 式中Rt隨溫度的變化而變化，

3、其它參數(shù)都是常量，所以放大器的輸出Vo與溫度(Rt)有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過測(cè)量Vo可計(jì)算出Rt：Rt=R3K(R1+RW1)Vc-(R4+R1+RW1)VoKVcR4+(R4+R1+RW1)Vo。Pt100熱電阻一般應(yīng)用在冶金、化工行業(yè)及需要溫度測(cè)量控制的設(shè)備上，適用于測(cè)量、控制600的溫度。本實(shí)驗(yàn)由于受到溫度源及安全上的限制，所做的實(shí)驗(yàn)溫度值160。 三、需用器件與單元：主機(jī)箱中的智能調(diào)節(jié)器單元、電壓表、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)024V電源、±15V直流穩(wěn)壓電源、±2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓電源；溫度源、Pt100熱電阻二支(一支溫度源控制用、另外一支溫度特性實(shí)驗(yàn))、溫度傳

4、感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹粔毫鞲衅鲗?shí)驗(yàn)?zāi)０?作為直流mV信號(hào)發(fā)生器)、4位數(shù)顯萬用表（自備）。溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０搴?jiǎn)介：圖303中的溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迨怯扇\(yùn)放組成的測(cè)量放大電路、傳感器符號(hào)、傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(電橋)及放大器工作電源引入插孔構(gòu)成；其中RW1實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍍?nèi)部已調(diào)試好(RW1+R1=100)，面板上的RW1已無效不起作用；RW2為放大器的增益電位器；RW3為放大器電平移動(dòng)(調(diào)零)電位器；傳感器符號(hào)：< 接熱電偶(熱電偶或熱電偶)；雙圈符號(hào)接AD590集成溫度傳感器；Rt接熱電阻(Pt100鉑電阻或Cu50銅電阻)。具體接線參照具體實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃髡{(diào)零：按圖30

5、3示意接線。將主機(jī)箱上的電壓表量程切換開關(guān)打到2V檔，檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械腞W1(增益電位器)順時(shí)針轉(zhuǎn)到底，再調(diào)節(jié)RW2(調(diào)零電位器)使主機(jī)箱的電壓表顯示為0(零位調(diào)好后RW2電位器旋鈕位置不要改動(dòng))。關(guān)閉主機(jī)箱電源。圖303溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃髡{(diào)零接線示意圖2、調(diào)節(jié)溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯脑鲆鍷為10倍： 利用應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０咫姌虿糠值碾娢黄鞣謮鹤鳛闇囟葘?shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯妮斎胄盘?hào)來確定溫度實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯脑鲆鍷。Rw1電位器接入5V電源，分壓出0.01V電壓輸入到溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓姆糯笃髦校僬{(diào)節(jié)溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逯械脑鲆骐娢黄鱎W1(小心：不

6、要誤碰調(diào)零電位器RW2)，使溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯妮敵鲭妷簽?.10V(增益調(diào)好后RW1電位器旋鈕位置不要改動(dòng))。關(guān)閉電源。（接線如圖30-4） 圖304 調(diào)節(jié)溫度實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃髟鲆鍷接線示意圖3、用萬用表200歐姆檔測(cè)量并記錄Pt100熱電阻在室溫時(shí)的電阻值(不要用手抓捏傳感器測(cè)溫端，放在桌面上)，三根引線中同色線為熱電阻的一端，異色線為熱電阻的另一端(用萬用表油量估計(jì)誤差較大，按理應(yīng)該用惠斯頓電橋測(cè)量，實(shí)驗(yàn)是為了理解掌握原理，誤差稍大點(diǎn)無所謂，不影響實(shí)驗(yàn))。 4、Pt100熱電阻測(cè)量室溫時(shí)的輸出：撤去壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⒅鳈C(jī)箱中的±2V±10V（步進(jìn)可調(diào)）直流穩(wěn)壓

7、電源調(diào)節(jié)到±2V檔；電壓表量程切換開關(guān)打到2V檔。再按圖305示意接線，檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān),待電壓表顯示不再上升處于穩(wěn)定值時(shí)記錄室溫時(shí)溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宸糯笃鞯妮敵鲭妷篤o(電壓表顯示值)。關(guān)閉電源。 圖305 Pt100熱電阻測(cè)量室溫時(shí)接線示意圖5、保留圖305的接線同時(shí)將實(shí)驗(yàn)傳感器Pt100鉑熱電阻插入溫度源中，溫度源的溫度控制接線按圖306示意接線。將主機(jī)箱上的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕(024V)順時(shí)針轉(zhuǎn)到底(24V)，將調(diào)節(jié)器控制對(duì)象開關(guān)撥到Rt.Vi位置。檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源，再合上調(diào)節(jié)器電源開關(guān)和溫度源電源開關(guān)，將溫度源調(diào)節(jié)控制在40(調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)置及使用和溫

8、度源的使用實(shí)驗(yàn)方法參閱實(shí)驗(yàn)二十九)，待電壓表顯示上升到平衡點(diǎn)時(shí)記錄數(shù)據(jù)。6、溫度源的溫度在40的基礎(chǔ)上，可按t=10(溫度源在40160范圍內(nèi))增加溫度設(shè)定溫度源溫度值，待溫度源溫度動(dòng)態(tài)平衡時(shí)讀取主機(jī)箱電壓表的顯示值并填入表30。圖306 Pt100鉑電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)接線示意圖表30 Pt100熱電阻測(cè)溫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) t() 室溫 40 45 160 Vo(V) Rt() 7、表30中的Rt數(shù)據(jù)值根據(jù)Vo、Vc值計(jì)算： Rt=R3K(R1+RW1)Vc-(R4+R1+RW1)VoKVcR4+(R4+R1+RW1)Vo。式中：=10；R3=5000；R4=5000；R1+RW1=100；Vc =4V

9、；Vo為測(cè)量值。將計(jì)算值填入表30中，畫出t()Rt()實(shí)驗(yàn)曲線并計(jì)算其非線性誤差。 8、再根據(jù)以下附表1 的Pt100熱電阻與溫度的對(duì)應(yīng)表(Pt100國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分度值表)對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后將調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置到40，待溫度源回到40左右后實(shí)驗(yàn)結(jié)束。關(guān)閉所有電源。 附表1：Pt100 鉑電阻分度表(tRt對(duì)應(yīng)值) 分度號(hào)：Pt100 Ro=100 =0.003910 溫度（） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 電 阻 值 （） 0100.00 100.40 100.79 101.19 101.59 101.98 102.38 102.78 103.17 103.57 10103.96 10

10、4.36 104.75 105.15 105.54 105.94 106.33 106.73 107.12 107.52 20107.91 108.31 108.70 109.10 109.49 109.88 110.28 110.67 111.07 111.46 30111.85 112.25 112.64 113.03 113.43 113.82 114.21 114.60 115.00 115.39 40115.78 116.17 116.57 116.96 117.35 117.74 118.13 118.52 118.91 119.31 50119.70 120.09 120.48

11、120.87 121.26 121.65 122.04 122.43 122.82 123.21 60123.60 123.99 124.38 124.77 125.16 125.55 125.94 126.33 126.72 127.10 70127.49 127.88 128.27 128.66 129.05 129.44 129.82 130.21 130.60 130.99 80131.37 131.76 132.15 132.54 132.92 133.31 133.70 134.08 134.47 134.86 90135.24 135.63 136.02 136.40 136.7

12、9 137.17 137.56 137.94 138.33 138.72 100139.10 139.49 139.87 140.26 140.64 141.02 141.41 141.79 142.18 142.66 110142.95 143.33 143.71 144.10 144.48 144.86 145.25 145.63 146.10 146.40 120146.78 147.16 147.55 147.93 148.31 148.69 149.07 149.46 149.84 150.22 130150.60 150.98 151.37 151.75 152.13 152.51 152.89 153.27 153.65 154.03 140154.41 154.79 155.17 155.55 155.93 156.31 156.69 157.07 157.45 157.83 150158.21 158.5