Pt100熱電阻:工業電阻中的鉑熱電阻-中文百科頻道

典型應用

隔離變送器是一種将熱電阻信号按溫度高低隔離轉換成與溫度成線性标準信号的混合集成電路。該電路在同一芯片上集成了一組多路高隔離的DC/DC電源，幾個高性能的信号隔離器和熱電阻線性化、長線補償、幹擾抑制電路，特别适用于Pt100/Cu50熱電阻信号隔離轉換成标準信号，溫度信号的變送與無失真遠傳，工業現場PLC或DCS系統的溫度信号采集與隔離。

芯片内部集成了高效率的DC-DC，能産生兩組互相隔離的電源分别給内部輸入端放大電路、調制電路供電和輸出端解調電路、轉換電路、濾波電路供電。SMD工藝結構及新技術隔離措施使該器件能達到：電源、信号的輸入/輸出 3000VDC三隔離。并且能滿足工業級寬溫度、潮濕、震動的現場惡劣工作環境要求。

溫度信号隔離放大器使用非常方便，隻需很少外部元件，即可實現Pt100熱電阻信号的隔離變送。并可以實現工業現場溫度控制信号一進兩出、一進四出的功能。

設計原理

pt100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關系為：當PT100溫度為0℃時它的阻值為100歐姆，在100℃時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的阻值會随着溫度上升而成勻速增長的。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示，即

Rt=Rt0[1+α（t-t0）]

式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時對應電阻值；α為溫度系數。半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為

Rt=AeB/t

式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導體材料的結構的常數。

相比較而言，熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高（通常在數千歐以上），但互換性較差，非線性嚴重，測溫範圍隻有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般适用于-200~500℃範圍内的溫度測量，其特點是測量準确、穩定性好、性能可靠，在程控制中的應用極其廣泛。

工業上常用金屬熱電阻

從電阻随溫度的變化來看，大部分金屬導體都有這個性質，但并不是都能用作測溫熱電阻，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩定的溫度系數、電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度範圍内具有穩定的化學物理性能、材料的複制性好、電阻值随溫度變化要有間值函數關系（最好呈線性關系）。

應用範圍：

醫療、電機、工業、溫度計算、阻值計算等高精溫度設備，應用範圍非常之廣泛。

熱電阻種類

1）普通型熱電阻

從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。

2）铠裝熱電阻

铠裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不鏽鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2--φ8mm，最小可達φmm。與普通型熱電阻相比，它有下列優點：①體積小，内部無空氣隙，熱慣性上，測量滞後小；②機械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于安裝④使用壽命長。

3）端面熱電阻

端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正确和快速地反映被測端面的實際溫度，适用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

4）隔爆型熱電阻

隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼内部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發生的爆炸局限在接線盒内，生産現場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla--B3c級區内具有爆炸危險場所的溫度測量。

熱電阻是把溫度變化轉換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信号通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一次儀表上。工業用熱電阻安裝在生産現場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結果會有較大的影響。

目前熱電阻的引線主要有三種方式

○1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信号的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式隻适用于測量精度較低的場合

○2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程控制中的最常用的引線電阻。

○3四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉換成電壓信号U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。

熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且随環境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，将導線一根接到電橋的電源端，其餘兩根分别接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。工業上一般都采用三線制接法。熱電偶産生的是毫伏信号，不存在這個問題。

熱電阻的結構

（1）精通型熱電阻：工業常用熱電阻感溫元件（電阻體）的結構及特點。從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制。

（2）铠裝熱電阻：铠裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不鏽鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2~φ8mm，最小可達φmm。與普通型熱電阻相比，它有下列優點：

①體積小，内部無空氣隙，熱慣性上，測量滞後小；

②機械性能好、耐振，抗沖擊；

③能彎曲，便于安裝

④使用壽命長。

（3）端面熱電阻：端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正确和快速地反映被測端面的實際溫度，适用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

（4）隔爆型熱電阻：隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼内部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發生的爆炸局限在接線盒内，生産現場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區内具有爆炸危險場所的溫度測量。

熱電阻測溫系統的組成

（1）熱電阻測溫系統一般由熱電阻、連接導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點：

①熱電阻和顯示儀表的分度号必須一緻

②為了消除連接導線電阻變化的影響，必須采用三線制接法。具體内容參見本篇第三章。

（2）铠裝熱電阻铠裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不鏽鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2~φ8mm，最小可達φmm。與普通型熱電阻相比，它有下列優點：

①體積小，内部無空氣隙，熱慣性上，測量滞後小；

②機械性能好、耐振，抗沖擊；

③能彎曲，便于安裝

④使用壽命長。

（3）端面熱電阻端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正确和快速地反映被測端面的實際溫度，适用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

（4）隔爆型熱電阻隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼内部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好，若采用焊接修理，焊後要校驗合格後才能使用。

相關産品：熱電阻熱電偶溫度傳感器溫度變送器進口鉑電阻

t? mso-bidi-font-size: black; ?color:>熱電阻可用于Bla~B3c級區内具有爆炸危險場所的溫度測量。

熱電阻測溫系統的組成

（1）熱電阻測溫系統一般由熱電阻、連接導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點：

①熱電阻和顯示儀表的分度号必須一緻

②為了消除連接導線電阻變化的影響，必須采用三線制接法。具體内容參見本篇第三章。

①體積小，内部無空氣隙，熱慣性上，測量滞後小；

②機械性能好、耐振，抗沖擊；

③能彎曲，便于安裝

④使用壽命長。

技術參數

三線、四線或兩線 Pt100/Cu50熱電阻信号直接輸入

精度、線性度誤差等級： 0.2級（相對溫度）

内置線性化處理和長線補償電路

電源、信号：輸入/輸出 3000VDC三隔離

輔助電源：5V、12V、15V或24V直流單電源供電

國際标準信号輸出：4-20mA/0-5V/0-10V等

低成本、超小體積，使用方便，可靠性高

标準 SIP12/DIP24符合UL94V-0阻燃封裝

工業級溫度範圍: - 40 - + 85 ℃

型号指南

溫度信号隔離、采集及變換

工業現場高精度溫度測量

熱電阻信号隔離與溫度控制

地線幹擾抑制

溫度傳感器信号轉換成标準信号

油溫測量與報警

信号遠程無失真傳輸

電力監控、醫療設備溫度控制隔離安全栅

産品校準

設備

精确到0.01歐的電阻箱一台，直流電源一台，4位半萬用表一台

步驟

1、将産品按照應用圖接好線，或者将産品安裝到已經設計好的線路闆上。

2、根據輔助電源的值，連接好電源；安裝好調節電位器；輸出接到萬用表。

3、根據輸入的溫度範圍查分度表得出對應的電阻值範圍Rlow~Rhigh。

4、接通電源，開機15分鐘。

5、将電阻箱的阻值調到等于Rlow的值，調節零點電位器，使輸出為零點的對應輸出值（例如4mA）。

6、将電阻箱的阻值調到等于Rhigh的值，調節幅值電位器，使輸出為滿度的對應輸出值（例如20mA）。

7、重複5、6步驟幾次，提高輸出精度。

8、校準完成。

溫濕度傳感器

溫濕度是自然界中和人類打交道最多的兩個物理參數，無論是在生産實驗場所，還是在居住休閑場所，溫濕度的采集或控制都十分頻繁和重要，而且，網絡化遠程采集溫濕度并報警是現代科技發展的一個必然趨勢。由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實際人們的生活中都有着密切的關系，所以溫濕度一體的傳感器就會相應産生。

由于PT100熱電阻的溫度與阻值變化關系，人們便利用它的這一特性，發明并生産了PT100熱電阻溫濕度傳感器。它是集溫度濕度采集于一體的智能傳感器。溫度的采集範圍可以在-200℃～+200℃，濕度采集範圍是0%～100%。

産品

LM-PT100、LM-PT1000是帶LCD顯示的熱電阻溫濕度傳感器，工作于-40℃～+85℃(Link-Max 溫濕度傳感器主機範圍，不是外接的傳感器範圍)工業級環境，采集溫度範圍為－200℃～+200℃，顯示精度0.1℃；綜合精度0.3℃。将我們的熱電阻傳感器與我們的RS－485中繼器，可将原來隻能連接32個PT100、PT1000熱電阻采集模塊連到同一網絡增多到255個，且最大通信距離為1200m。LM-PT100、LM-PT1000熱電阻溫濕度傳感器還可以和LM-8052NET配合，組成TCP/IP的溫度采集網絡，可實現遠程采集溫度。

詳細内容

LM-PT100、LM-PT1000、WD-PT100、WD-PT1000是一種新型的熱電阻溫度傳感器采集模塊(不帶PT100、PT1000溫度傳感器，需另外購買)，利用它可以實現兩路現場溫度的采集，同時利用其自身的RS－485總線串行通信接口可以方便地和環境監控主機或其他工控主機進行聯網。

工作于-40℃～85℃(主機範圍，不是外接的傳感器範圍)工業級PT100、PT1000熱電阻采集模塊，按顯示方式分有不帶LCD顯示的WD系列(WD-PT100、WD-PT1000)和帶LCD顯示的LM系列(LM-PT100、PT1000)兩類。采集溫度範圍為－200℃～+200℃，顯示精度0.1℃；綜合精度0.3℃。

PT100、PT1000熱電阻采集模塊可通過隔離的485通訊接口與RS－485局域控制網組網連接，RS－485最多允許32個PT100、PT1000熱電阻采集模塊挂在同一總線上，但如采用Link-Max的RS－485中繼器，則可将多達256個PT100、PT1000熱電阻采集模塊連到同一網絡，且最大通信距離為1200m。在将PT100、PT1000熱電阻采集模塊安裝入網前，應對其進行配置，并首先應将模塊的波特率與網絡的波特率設為一緻，同時應分别設置PT100、PT1000熱電阻采集模塊為不同的地址，防止各PT100、PT1000熱電阻采集模塊的地址沖突。

将PT100、PT1000熱電阻采集模塊正确連接後，主機發出讀數據命令即可使PT100、PT1000熱電阻采集模塊将數據送回主機。PT100、PT1000熱電阻采集模塊内的數據每秒鐘更新一次，并周期性地更新LCD顯示屏的顯示數據(僅LM系列)。

WD系列用于不需要顯示溫度的場合，如戶外ATM機櫃，該系列為DIN導軌安裝型外殼。LM系列除可完成溫度采集外，還可以預先設置溫度的上下限報警值，當環境參數超過該設定值時，機内蜂鳴器立即響起報警聲。

PT100、PT1000熱電阻采集模塊是一種具有廣泛應用前景的全數字化PT100、PT1000熱電阻采集模塊，使用該模塊可使溫度監控變得十分容易，PT100、PT1000熱電阻采集模塊可接兩線制、三線制、四線制PT100、PT1000熱電阻，當采用三線四線時，模塊可對線阻進行有效地補償。使電纜的長度不影響采集精度。該模塊在環境監控系統、電力系統和工業自動化等領域獲得廣泛的應用，具有極優的性價比。

PT100、PT1000熱電阻采集模塊還可和LM-8052NET配合，組成TCP/IP的溫度采集網絡，可實現遠程采集溫度。