温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至 650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至 500℃ 范围.
整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.
温度传感器PT100是一种基于铂电阻的测温元件，具备高稳定性与良好的线性特性，可工作在广泛的温度范围内，从-200℃到650℃。本电路设计针对-19℃至500℃的温度区间进行优化。电路主要由两部分构成：传感器前置放大电路和单片机A/D转换、显示、控制及软件非线性校正部分。
前置放大电路设计简单，PT100与一个3K92的电阻串联，连接到5V电源。尽管这种连接方式可能导致非线性问题，但由于有单片机的软件校正功能，可以简化硬件设计。PT100的阻值随温度变化，0℃时为100Ω，500℃时为280.9Ω。通过串联分压公式计算出不同温度下的输出电压，例如在0℃时输出124.38mV，500℃时输出334.42mV。
单片机的10位A/D转换器满量程为1023，为了将输出电压映射到500这个显示值，需要对传感器输出进行放大。计算放大倍数时，考虑到实际电路中500℃对应的是450个AD计数，放大倍数约为10.466。电路中采用了两级放大，后级固定放大5倍，前级放大约2.093倍，通过微调电位器确保精确调整到所需放大倍数。
在温度测量电路中，通常会设置调零和调满度电位器，但本设计只需一个调零电位器，因为软件会在整个工作范围内自动减去零度值，确保显示准确。供电电压变化会影响传感器输出电压，但只要变化幅度在20%以内，且单片机A/D基准使用供电电压，测量准确度就不会受到显著影响。
单片机接收前置放大电路的信号，通过A/D转换器将其转化为数字值。然后进行软件非线性校正，将输入信号分为多个温度段，每个段分配不同的补偿系数，以接近理论值。非线性校正后的数字用于显示、比较用户设定的控制值等后续处理。具体的非线性补偿系数会因实际情况而异，需根据传感器和电路的具体参数进行计算。
PT100温度传感器测量电路通过巧妙的硬件设计和精确的软件校正，实现了宽温域内的高精度温度测量。单片机在其中扮演了核心角色，不仅负责数据采集，还承担了信号处理和非线性校正，确保了系统的准确性和稳定性。
