温度变送器

Pt100的电阻受温度的变化而变化，Rt=R0(1+aT)=100(1+0.00392T)，其中T为温度，Rt的单位为欧姆，Rt与温度呈有一个零点的线性关系。要求温度输出0～100℃时，输出电压为0～5V。

温度变送器设计要点：

（1）为了将温度的变化转化成电压的变化，需设计一个恒流电路，使电阻的变化转化成电压的变化；

（2）因为Vt=Rt×Is=100×Is+0.392T×Is，因此需要设计一个恒压抬高电路，抵消100×Is，使温度与电压呈线性关系；

（3）因为Pt100的电路变化比较小，因此需要放大器。 变送器原理： 由图1可知：

（1） 系统前级电路由三极管、二极管和稳压管组成的电路产生恒定的电流

Is，使Vi随温度的变化而变化；

（2） Vi为铂电阻的转换电压，U1和U2组成二级放大器，Vi1为一级放大

电压，V11抬高电压，Vo为最终输出电压(0~10V),Vo1输出0~5V；

（3） U3是射极跟随器，产生稳定的抬高电压V11。

Vi1

Vo

R16 Vo1

Vi

V2

IS

2.2K

图1 温度变送电路

有关参数推导：

Vi=Is*Rt=100(1+0.00392T)*Is

（1）

ViR5Vi1R6 （2） R4R5R6R7将电阻值代入（2）式得：Vi1=10Vi=1000(1+0.00392T)*Is （3）

Vi1R9(VoV11)R11V11R8R9R10R11

（4） （5）

将电阻代入（4）得：Vo=10(Vi1-V11)=10(10Vi-V11) 再将（1）代如（5）得：

Vo=10[1000(1+0.00392T)*Is-V11]=10000*Is-10V11+39.2*Is*T （6）

为了达到好的补偿效果，令 V0=10(V)，T=100(℃) 10000*Is-10V11=0 则：

10 Is= ≈0.0025510(A) ≈2.55(mA)

39.2*100

（7）

（8）

V11= 10000*0.00255 10

=2.55(V)

而： V11V2(R14R15)（9）

(R13R14R15)

温度变送器的调试：（1）调节R2使Is为2.55(mA)；（2）调节R14使V11的电压为2.55(V)；（3）调节R16使Vo1为Vo的一半。