前言

在工业过程控制中，温度测量是非常重要的一项参数监测。PT100 温度传感器作为一种常见的温度测量传感器，被*应用于各种工业领域。它具有*、稳定性好、抗干扰能力强等优点，是工业现场温度测量中的*传感器。但PT100 传感器输出的电阻信号，需要通过温度变送器转换为标准电流或电压信号，才能被后续的显示仪表或控制系统读取。那么，PT100 温度变送器换算公式是什么？在本文中，我们将全面介绍 PT100 温度传感器的原理、温度变送器的功能，并详细讲解 PT100 温度变送器的换算公式，帮助您更好地了解和使用 PT100 温度传感器。

PT100 温度传感器原理

PT100 温度传感器，是一种利用金属电阻温度系数来测量温度的传感器。它使用铂（Pt）作为电阻体，因电阻值为100欧姆，故而得名 PT100。铂具有稳定的电阻温度系数，电阻值随着温度的升高而增加，且在-200℃到+850℃范围内，电阻与温度的关系保持线性。

PT100 温度传感器通常由纯度为99.95%的铂制成，根据结构不同，可分为线绕式和薄膜式两种。线绕式 PT100 结构简单、成本较低，但精度稍低；薄膜式 PT100 结构较复杂、成本较高，但精度可达0.1级。

温度变送器功能

温度变送器是温度传感器的配套仪器，它能够将温度传感器输出的电阻、电流或电压信号，转换为标准的电流（4-20mA）或电压（0-5V、0-10V）信号，并具有放大、隔离、线性化等功能，方便后续的温度测量、显示或控制。

PT100 温度变送器通常采用三线制或四线制接线方式。三线制适用于距离较近的情况，变送器可同时为传感器提供激励电流和测量输出电压。四线制适用于距离较远的情况，可减少导线电阻对测量精度的影响。

PT100 温度变送器换算公式

PT100 温度变送器的换算公式，是将 PT100 温度传感器的电阻值转换为对应的温度值。铂的电阻与温度之间的关系可以表示为：

R(T) = R0[1 + α(T - T0)]

其中：

R(T) 为温度 T 下的电阻值； R0 为基准温度 T0 下的电阻值； α 为铂的温度系数，一般取值为0.003908 (100Ω 级) 或 0.00385 (1000Ω 级)； T 为实际测量温度； T0 为基准温度，一般取 0℃。

根据上述公式，可以求得 PT100 温度传感器在温度 T 下的电阻值 R(T)。但 PT100 温度变送器输出的电流或电压信号，通常表示为传感器两端的电压 U，则需要将电阻值 R(T) 转换为电压 U。

在温度变送器中，通常使用精密电阻作为电流/电压转换的参考，其电阻值一般为 Rref = 100Ω 或 1000Ω。则温度传感器两端的电压 U 可表示为：

U = R(T) x I / (R(T) + Rref)

其中：

I 为温度变送器提供的激励电流，一般为 1mA 或 3.3mA； R(T) 为温度 T 下的电阻值； Rref 为参考电阻值。

将 R(T) 的表达式代入上述公式，可求得温度传感器输出电压 U 与温度 T 之间的关系：

U = R0[1 + α(T - T0)] x I / [R0[1 + α(T - T0)] + Rref]

进一步简化，可得：

U = (R0 x I) / (R0 + Rref) x [1 + α(T - T0)]

根据该公式，即可将 PT100 温度传感器输出的电阻值 R(T)，转换为对应的温度值 T。

以一种常见的 PT100 温度变送器为例，其参数为：R0 = 100Ω，α = 0.003908，I = 1mA，Rref = 100Ω。则温度 T 与输出电压 U 之间的换算公式为：

U = 5V x [1 + 0.003908(T - 0)]

例如，当温度 T = 100℃ 时，输出电压 U = 5.39V。

小结

PT100 温度传感器是一种常见的工业温度测量传感器，其输出电阻值与温度之间具有稳定的线性关系。通过使用温度变送器，可以将 PT100 温度传感器的电阻信号转换为标准的电流或电压信号，方便后续的测量、显示或控制。PT100 温度变送器的换算公式，是将温度传感器的电阻值转换为对应的温度值，该公式考虑了铂的温度系数和温度变送器的激励电流等参数。通过使用该公式，可以准确地计算出温度传感器测量到的温度值。