PT100热电阻温度采集模块：数字滤波，线阻修正

PT100热电阻温度采集模块是一种广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域的精密温度测量装置。以铂电阻(Pt100)为核心传感元件，通过高精度信号调理电路和数字化处理技术，实现对温度的精确采集与传输。

一、工作原理

PT100是一种基于铂金属电阻值随温度变化的传感器，其命名源自0℃时电阻值为100Ω。铂电阻的阻值与温度的关系遵循国际标准IEC 60751，在-200℃至+850℃范围内呈高度线性。例如，0℃时为100Ω，100℃时约为138.5Ω。这种特性使其成为工业测温的“黄金标准”，精度可达±0.1℃甚至更高。

热电阻温度采集模块的核心功能是将PT100的微小电阻变化转换为可被控制系统识别的电信号(如4-20mA、0-10V或数字信号)。模块通常包含以下关键电路：

1. 恒流源电路：为PT100提供稳定激励电流，避免自热效应影响精度;

2. 差分放大电路：消除引线电阻误差，提升微弱信号的信噪比;

3. 线性化处理：通过算法补偿铂电阻的非线性区间，确保全量程精度;

4. 隔离保护：采用光电或磁电隔离技术，防止工业现场电磁干扰损坏系统。

二、特点优势

1. 高精度与稳定性：支持多级校准，结合24位ADC，分辨率可达0.01℃、精度±0.1℃、绝对精度0.15℃。

2. 宽温区适应性：通过特殊封装工艺，PT100模块可应对极端环境。测温范围为-200℃-650℃、测量频率为10HZ每路同时测量。

3. 灵活的通信接口：支持RS485、RS232通讯接口，兼容Modbus RTU/TCP协议，实现即插即用。

4. 宽压供电：可选多种供电电源规格，9V/12V/24V等电源均可。同时具备过流过压保护、防反接保护功能。

5. 看门狗：内置看门狗硬件功能，24小时不宕机、稳定运行。

6. 智能诊断功能：具备断线检测、超量程报警及自校准功能，例如通过监测引线电阻变化判断传感器是否失效，大幅降低维护成本。

三、应用场景

1. 工业过程控制：在化工厂反应釜温度监控中，模块通过三线制接线消除长距离传输误差，实时反馈数据至中控系统，确保反应过程安全。

2. 新能源领域：风力发电机轴承温度监测需抵抗强振动与电磁干扰。

3. 智能农业：比如温室大棚中，多路PT100模块配合无线网关，实现土壤与空气温度的分布式采集，精度比NTC热敏电阻高5倍以上。

4. 医疗设备：血液透析机使用医疗级PT100模块，通过FDA认证的隔离设计，确保患者接触部分无漏电风险。

四、选型与使用注意事项

1. 传感器类型匹配：二线制成本低但精度较差，适合短距离测量;三线制可补偿引线电阻，是工业主流选择;四线制通过独立激励与检测回路，实现实验室级精度。

2. 环境适应性设计：高温场合需选陶瓷封装PT100，潮湿环境应选聚四氟乙烯绝缘电缆。

3. 信号抗干扰策略：电力行业建议选择带浪涌保护的模块，并采用双绞屏蔽线布线。

4. 校准与维护：模块需定期进行冰点(0℃)与沸点(100℃)校准。智能模块可存储校准参数，支持热插拔更换传感器而不需重新标定。

PT100热电阻温度采集模块作为连接物理世界与数字系统的关键一环，用户需根据具体场景平衡精度、成本与可靠性，方能最大化发挥其价值，推动工业智能化进程。

审核编辑 黄宇