本文回顾了通用温度传感器的主要特性，重点介绍热敏电阻PT100变送器。并提供了一种简单的方法对PT100输出信号进行线性化处理。
温度是非常重要的物理参数，热电偶和热敏电阻适合大多数高温测量，但设计人员必须为特定的应用选择恰当的传感器，热电偶的温度响应特性较好、成本较低、可测量较高的温度；热敏电阻具有较高的精度、较好的长期稳定性，工作温度范围：-200℃至850℃。只要经过适当的数据处理就可以传输、显示并记录其温度输出。因为热敏电阻的阻值和温度呈正比关系，设计人员只需将已知电流流过该电阻就可以得到与温度成正比的输出电压。根据已知的电阻-温度关系，就可以计算出被测温度值。

电阻值随温度的变化称为温漂系数，绝大多数金属材料的温漂系数都是正数，而且许多纯金属材料的温漂系数在一定温度范围内保持恒定。所以，热敏电阻是一种稳定的高精度、并具有线性响应的温度检测器。具体应用中选用哪一种金属材料（铂、铜、镍等）取决于被测温度范围。铂电阻在0℃的额定电阻值是100 ，它是一种标准化的器件。
铂金属的长期稳定性、可重复操作性、快速响应及较宽的工作温度范围等特性使其能够适合多种应用。以下公式描述了PT100的特性，显然它的温度与电阻呈非线性关系：

　　　　　　　　　　　　　公式1（略）
　　　　　　　　　　　　　图1（略）
　　　　　　　　　　　　　图2（略）

其中：A = 3.9083 x 10-3, B = -5.775 x 10-7，C = -4.183 x 10-12（低于0℃时）或0（高于0℃时）。具体应用中，PT100连结方式可以是两线、三线或四线制。有多种模拟和数字的方法进行PT100的非线性误差补偿，查表法是数字非线性补偿的方法之一。采用查表法是将代表铂电阻阻值与温度对应关系的一个表格存储在微处理器的内存区域，利用这个表格将一个测量的PT100电阻值转换为对应的线性温度值。另一种方法是根据实际测量的电阻值，采用以上公式直接计算相关的温度。查表法只能包含有限的电阻/温度对应值，电路的复杂程度取决于精度和可用内存的空间。为了计算某一特定的温度值，需要首先确认最接近的两个电阻值（一个低于测量值，一个高于测量值），然后用插值法确定测量温度值。例如：如果测试的电阻值等于109.73 ，假设查询表格精度为10℃，那么两个最接近的值是107.79 (20℃)和111.67 (30℃)。综合考虑这三个数据，利用下式进行计算：

[(测量值-最接近的低阻值)/(最接近的高阻值-最接近的低阻值)] x (分辨率 ℃) + 最接近的低温度值 = [（109.73-107.79）/（111.67- 107.79）]*10℃+20℃=25℃。

以上数字补偿的方法需要微处理器的支持，但是采用图1的简单模拟电路可以获得高精度的非线性补偿。该电路在-100℃时输出电压为0.97V，200℃时为2.97V。如果增加合适的增益调节电路和偏移控制则可以实现输出范围覆盖-100mV@-100℃到200mV@200℃的测量。图中，利用电阻R2的少量正反馈作用实现PT100的非线性补偿，该反馈环路对应于较高的PT100阻值时输出电压略有提高，有助于传输函数的线性化处理。图1中输出电压表达式为：

　　　　　　　　　　　　公式2（略）
　　　　　　　　　　　　图3（略）

图2表示PT100实际输出和最接近的直线：y=ax+b，图3画出了经过模拟非线性补偿的PT100输出和其最接近的直线。在实际应用中我们常常需要校准模拟温度计，但一定要尽量减少调节和控制环节，通常只需校准零点偏移和满刻度误差。这种方法需要保证PT100的电阻和温度呈线性关系，否则就不能采用。

图1所示模拟补偿方式可有效降低80%的PT100的误差。需要注意的是，较低的功率耗散(0.2mW-0.6mW)能够减小传感器自身发热。因此，采用模拟方法实现PT100的非线性补偿很容易与 200mV面板表连接，不需要任何额外的软件开销。

数字补偿实例

图4是一个数字非线性补偿电路示例，它由热敏电阻、误差放大器、电流源以及微处理器控制的模数转换器组成。通过向热敏电阻注入1mA-2mA的电流，然后测量它在热敏电阻上产生的电压进行温度测量。采用大的注入电流会导致功率耗散增大，使传感器自身发热、导致测量误差增大。图中模数转换器（MAX197）内部的 4.096V电压基准简化了电流激励源的设计。

为了减小导线电阻对测量精度的影响，采用独立的导线连接激励源和信号源。因为采用了高输入阻抗运算放大器，所以导线电阻引入的电压跌落几乎为零。按照4096mV的基准电压和3.3k 的反馈电阻，激励电流近似等于4096mV/3.3K =1.24mA。 因为采用同一个基准电压源驱动模数转换器、激励热敏电阻，所以基准源的漂移误差不会影响测量结果。

如果配置max197的输入范围为：0-5V，并且设置差分放大器增益等于10，可以测量的最大阻值为400 ，对应的最高检测温度为800℃。微处理器也可以同时使用查表法对传感器测量信号进行线性化处理，采用标准的高精度电阻替换图4中的热敏电阻（零刻度采用100 ，满刻度采用300 ）可以对该电路进行校准。

　　　　　　　　　　　　　　图4（略）