PT100铂热电阻温度检测装置设计.docxVIP

电气与信息工程学院《检测系统》课程设计说明书题　　目：热电阻温度检测装置设计作　　者：沈韬4140211118专业班级：14电气本（1）班指导教师：　蔡璐璐职　　称：　　副教授　　　2017年1月6日摘 要针对课程设计中温度检测的要求，设计并实现了一种三线制 Pt100 温度传感器。利用 Pt100 铂热电阻的电阻-温度函数关系， 将温度信号转换为电压信号， 经过两级放大电路对电压信号进行放大， 再将电压信号转换为标准的电流信号输出。 在 A/D 温度采集时， 利用精密电流电压转换芯片， 将电流信号转换为标准的电压信号。 实践证明， 该传感器有较高的稳定性和灵活性， 性能良好且容易实现， 成本低， 值得推广应用。关键词：Pt100铂电阻；三线制；温度测量；电压跟随器AbstractUsing resistance and temperature function of Pt100 platinum thermal resistance，converting the temperature signal into a voltage signal，amplifying voltage signal through two-stage amplifier circuit and then converting the voltage signal into standard current signal output. I n the A / D acquisition，using precise current and voltage conversion chips， converting current signal into standard voltage signal.The practice proves that the sensor has high stability and flexibility ，is easy to achieve and has good performance，low cost .Keywords: Pt100Platinum resistance；three-wire；sensor；Amplifying circuit；Voltage follower概述目前，由于国内仍有相当部分工业企业所用的有关温度生产线存在着控制精度不高，温度均匀性差等问题，达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产品的品质低下，严重影响企业经济效益，其主要原因是温度控制具有工况复杂，参数多变，运行惯性大，控制滞后等特点。所以在实际控制中，温度的准确性和精度很难控制。由此可以看出，准确地测量和控制温度，对于新材料的研究与生产，获得正确的科研数据和保证产品质量都是十分重要的。无论在工业、农业、科学研究、国防和人们日常生活的各个方面，温度测量和控制都是极为重要的课题[1]。温度是表征物体冷热程度的物理量,在工业生产、生活应用和科学研究中是一个非常重要的参数。在工业控制过程中需要对控制对象进行温度监测,防止控制对象由于温度过高而损坏,因此温度的实时监测就显得更加重要。对温度的实时监测有利于对控制对象的及时检查、保护,并及时调整温度的高低。根据控制系统设计要求的不同,温度监测系统的设计也有所变化,有采用集成芯片的,也有采用恒流源器件和恒压源器件的。因铂热电阻具有测量范围大,稳定性好,示值复现性高和耐氧化等优点,该系统采用Pt100铂热电阻作为温度感测元件,进行温度传感器的设计与实现[2-3]。在设计中,将电压信号转换为标准的4～20mA电流信号,既省去昂贵的补偿导线,又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力。PT100铂热电阻的阻值随着温度的变化而变化，利用这一特点来采集温度信号，将采集到的信号转换成电压信号；再经过A/D转换成数字信号并由单片机系统读取；单片机系统把读取到的数字信号进行识别处理，并换算成与温度对应的数字信号，最后再由液晶显示器显示输出温度值。本系统由Pt100铂电阻检测，经温度信号放大和数字处理变成统一的标准信号后送给显示仪表，且将显示值记录下来，送到控制单元，在此与温度设定值进行比较，并进行比例(P)，积分(I)以及微分(D)运算后，其输出经放大器放大，推动执行机构，以脉宽的形式控制执行机构电压的平均值，从而达到自动控制温度的目的。第2章 铂电阻测温系统工作原理2.1信号采集电路设计温度测量系统在单片机系统设计中应用广泛，根据单片机系统设计要求的不同，温度测量系统的设计也有所不同，有采用集成芯片的，也有采用恒流源器件和恒压源器件的[2]。本系统选用PT100铂热电阻作为温度信号采集元件，来进行温度测量系统设计。硬件组成主要包括恒流源电路、电压放大、单臂桥式电路、A/D转换接口电路、光耦隔离电路、