PT100温度的公式、计算、测量与校准

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基本特性

热敏电阻与热电耦(RTD)适合大多数高温测量,具有较高的精度,工作温度范围:-200°C至+850°C。它们还具有较好的长期稳定性,利用适当的数据处理设备就可以传输、显示并记录其温度输出。

pt100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆。它的工作原理:它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。但他们之间的关系并不是简单的正比的关系,而更应该趋近于一条抛物线。

PT100温度与电阻的关系公式:

RT = R0(1 + AT + BT² + C(T-100)T³) 【公式1】

其中:

A = 3.9083 E-3

B = -5.775 E-7

C = -4.183 E-12 (低于0°C时)或0 (高于0°C时)。

数学特性

从【公式1】可以了解到,PT100温度与电阻的关系是一个抛物线。并且,在低于0℃时,是3次方抛 线。高于0℃时,则是2次方抛物线。

但是,当我们遇到有经验的高手,他们都会让你把这个关系当直线使用。那么,真能当直线使用吗?

实际上,对于此抛物线方程:

RT = R0(1 + AT + BT² + C(T-100)T³) ,

我们只要考虑:

当Δ(BT²)=1时,
     
Δx 值是多少?
     

那么,我们要首先求出,当BT²=1时,T值是多少?

根据:BT²=1 我们有:T=√(1/B)

计算结果是 T=1315.9

这就是说,这个二次曲线,当温度变化跨度是1315.9°C时,电阻值会差1。

简单来说:

1000℃误差,电阻误差为1,
     
100℃误差,电阻误差为0.1,
     
10℃误差,电阻误差为0.01,
     
1℃误差,电阻误差为0.001,
     

从以上数学分析上,我们可以看出,这个抛物线确实非常接近直线。

根据以上原理,C(T-100)T³这个三次方的项,对于RT的影响就更小了。

原因在于:C = -4.183 E-12, 远小于 B=-5.775 E-7。

测量与校准

因为,我们 了解PT100温度与电阻的关系是抛物线,那么,我们可以通过以下方法获得抛物线函数的系数。

我们只考虑0℃以上的情况,那么,公式就是 :RT = R0(1 + AT + BT² )

对于 RT = aT² + bT + c

显然有: a= R0 * B ; b= R0 * A c = R0

我们每隔1℃测量1次,那么,

g(T)= Δ(RT)=f(T+1) - f(T) = 2aT+a+b (1)

Δ(g) =g(T+1)- g(T) = 2a(T+1)+a+b-( 2aT+a+b) = 2a (2)

我们已知T,现在根上式 (2)可以求出a, 根据上式 (1)可以求出b

对于 RT = aT² + bT + c 即可以求出c了。

最终,我们即可求出,针对当前这个PT100的系数A和B。

当然,这是当成二次函数来测量的,如果忽略BT²,那就是一次函数。

那么,只要测两点就够了。

同样,二次函数则需要至少三个点,因为,要计算两次的Δ。三次函数,至少4个点了。