PT100溫度感測器

溫度感測器 應用電路

電阻式溫度檢測器(RTD,Resistance Temperature Detector)－一種物質材料作成的電阻,它會隨溫度的上升而改變電阻值,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻係數,如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負電阻系數。大部分電阻式溫度檢測器是以金屬作成的,其中以白金(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,最為穩定－耐酸堿、不會變質、相當線性...,最受工業界采用。

PT100溫度感測器是一種以白金(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,屬于正電阻系數,其電阻和溫度變化的關系式如下：
R=Ro(1+αT)　其中α=0.00392,Ro為100Ω(在0℃的電阻值),T為攝氏溫度
因此白金作成的電阻式溫度檢測器,又稱為PT100。

1：Vo=2.55mA ×100(1+0.00392T)=0.255+T/1000 。
2：量測Vo時,不可分出任何電流,否則量測值會不準。

電路分析

由于一般電源供應較多零件之后,電源是帶雜訊的,因此我們使用齊納二極體作為穩壓零件,由于7.2V齊納二極體的作用,使得1K電阻和5K可變電阻之電壓和為6.5V,靠5K可變電阻的調整可決定電晶體的射(集極)極電流,而我們須將集極電流調為2.55mA,使得量測電壓V如箭頭所示為0.255+T/1000。
其后的非反向放大器,輸入電阻幾乎無限大,同時又放大10倍,使得運算放大器輸出為2.55+T/100。
6V齊納二極體的作用如7.2V齊納二極體的作用,我們利用它調出2.55V,因此電壓追隨器的輸出電壓V1亦為2.55V。
其后差動放大器之輸出為Vo=10(V2-V1)=10(2.55+T/100-2.55)=T/10,如果現在室溫為25℃,則輸出電壓為2.5V。