虚拟仪器设计技术大作业题目：铂电阻测温电路的设计
专业：电子信息科学与技术
班级：电本（2）班
学号：1150720079
姓名：张顶红
同组人：柳建、黄腾辉、罗凯、
颜超、舒样超、陈雷
指导老师：秦新燕
日期：2014年5月22号
物理与机电工程学院
目录
一.课程设计的目的
二.课程设计的任务
三.铂电阻测温电路原理及设计
3.1传感器模型的建立
3.2测温电路组成与原理
3.2.1稳压电路
3.2.2基本放大电路
3.2.3校正电路
3.2.4电路输出范围的调节3.3整体电路分析与设计
3.3.1稳压电路分析
3.3.2铂电阻温度特性分析
3.3.3 Rw1作用分析
3.3.4电路验证
3.4实验数据处理四．Labview虚拟仪器设计
4.1数据显示子程序VI设计
4.2接口电路的设计与编译
五.仿真测温
六．总结
一.课程设计目的
在Multisim中，可根据铂电阻阻值与温度的关系建立铂电阻模型，设计一个测温范围为0至100℃的测温仪。

通过本课程设计，了解铂电阻测温的原理，会根据铂电阻的阻值与温度的关系建立仿真模型；掌握铂电阻的测温电路；熟悉LabVIEW虚拟仪器Multisim的导入方法;提出铂电阻测温仪的优化方案。

二.课程设计的任务
在Multisim中，可根据铂电阻阻值与温度的关系建立铂电阻模型，设计一个测温度范围为0~100℃的测温仪。

通过本设计，应掌握以下内容：
1）了解铂电阻测温的原理，会根据铂电阻的阻值与温度的关系建立仿真模型。

2）掌握铂电阻的测温电路。

3）会用LabVIEW设计温度显示模板，把电路输出电压值转换成温度及参数的显示。

4）熟悉LabVIEW虚拟仪器向Multisim的导入方法。

三.铂电阻测温电路原理及设计
3.1传感器模型的建立
金属铂电阻器性能十分稳定，在-260～+630℃之间，铂电阻用做标准温度计;在0～+630℃之间铂电阻与温度的关系如下：
Rt=R0*(1+A*t+B*t*)其中（0℃时电阻）R0=100，A=3.9684×10-3，B=-5.847×10-7。

然后把参数带入得:
Rt=-0.00005847100*t*t+0.0039684* Array t+100有了温度与铂电阻的关系式，
我们可以建立以下的模型，如图3.1
所示。

以V1代表温度T，压控多项
式函数模块用来实现上述函数，其输
出为电压值，由铂电阻的原理，模型
模拟的应是电阻值，所以再加一个比
图3.1铂电阻模型
例系数为1的压控电阻，因此输出电阻值按算式随温度值的变化而变化。

3.2测温电路组成与原理
当温度变化时，热电阻的阻值随温度的变化而变化。

对温度的测量转化为对电阻的测量，可将阻值的变化转化为电压或电流的变化输入测量仪表，通过测量电路的转换，即可得被测温度。

测温电路由以下4部分组成。

3.2.1稳压电路
稳压环节用于为后面的电路提供基准电压，如图1所示。

稳压二
极管稳压电路的输出端接电压跟随器来稳定输出电压。

电压跟随器具
有高输入阻抗、低输出阻抗的优点。

稳压二极管稳压电路是最简单的一种稳压电路，它由一个稳压二
极管和一个限流电阻组成。

从图14-3的稳压管稳压特性曲线可以看到，只要稳压管的电流，则稳压管就使输出稳定在附近，其中是在规定的稳压管反向工作电流下，所
对应的反向工作电压。

限流电阻
的作用一是起限流作用，以保护
稳压管；其次是当输入电压或负
载电流变化时，通过该电阻上电
压降的变化，取出误差信号以调
节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。

设计稳压二极管稳压电路首先需
要根据设计要求实际电路的情况
来合适地选取电路元件，以下参
数是设计前必须知道的：要求的输出电压U0、
负载电流的最小值Imin 和最大值Imax(或者，负载RL
的最大值Rmax 和最小值Rmin)、输入电压UI 的波动范围。

根据以上的情况选取相应的元件及参数。

3.2.2基本放大电路
本设计没有采用电桥法测量铂电阻，是因为铂电阻测温采用单臂电桥， 单臂电桥本身存在一定的非线性，为了避免电桥引入的非线性，所以采用放大电路测温。

图3.2.1稳压
图3.2.2基本放大电路
相当于下面两个简单的放大电路：
3.2.3校正电路
铂电阻的总体测温电路如图。

虽然铂电阻模型中温度的二次项系数很小，但仍然存在一定的非线性度，电路中由运算放大器U3和电阻R8、R9、R15组成的反向比例放大器为电路引入负反馈，可使电路输出地线性度变好。

图中还由电阻Rw1引入了电流并联负反馈。

图3.2.3为铂电阻测温的总体电路。

图3.2.3测量电路
3.2.4电路输出范围的调节
由于铂电阻的阻值小且变
化范围小，为了使输出变化
明显，总体电路上又加了反
向比例放大电路，通过调节
Rw3的值可以调节输出电
压的范围如图3.2.4。

图3.2.4电压输出电路
3.3整体电路分析与设计
铂电阻测温的整体测量电路如图3.2.3所示，它由上节所介绍的
各部分电路所组成，其中RW1用于基本放大电路调零，RW2用于调线性，RW3用于调节电压放大倍数。

D1为稳压值为10V的稳压
二极管，其最大直流电流为
143mA。

下面我们来对电路进行分
析，并确定电路的参数。

3.3.1稳压电路分析
将图3.2.3所示的稳压环节的输出端接一个负载电阻，如图3.3.1所示。

为了确定这一负载电阻的大致范围，将与稳压环节相连的放大电路的输入端改接一个10V的直流源，然后对电路进行传递函数分析，其设置如图3.3.2所示，将新加入的直流源作为输入源（图中的vv11），电路的总输出端作为输出节点，接地端作为参考节点。

传递函数分析的结果如图3.3.3所示，输入阻抗约为1.8KΩ。

图3.3.1稳压电路
图3.3.2.“传递函数分析设置”对话框。