測控電路課程設(shè)計--PT100溫度變送器設(shè)計

1、測控電路課程設(shè)計 題目：PT100溫度變送器設(shè)計學(xué)院：物理與信息工程學(xué)院專業(yè)：測控技術(shù)與儀器 班號：B10072021 姓名：李沙 學(xué)號：201007202118一、實驗要求：設(shè)計一個用熱電阻Pt100制作的溫度變送器，要求其溫度變化范圍為0-400,輸出為0.3V-1.5V,精度為5，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成一個輸出為4mA-20mA的電流源。二，實驗原理圖三，實驗材料芯片LM324（內(nèi)含4個放大器）一個，4個10K的電阻，6個100K的電阻，2個200K的電阻，3個滑動變阻器（502,401,201各一個）四，實驗步驟1.將PT100調(diào)至100接入電路，分別測Uo1和Uo2,調(diào)滑動變阻器104和50

2、2，使其電壓均接近于1V,并且Uo1> Uo2。對電路信號放大部分先進行調(diào)零：測Uo的值并調(diào)節(jié)502，是輸出為0.3V,再對電路信號放大部分進行調(diào)滿：先將PT100調(diào)至247接入電路, 再測Uo的值并調(diào)節(jié)104，使輸出為1.5V。如此反復(fù)對該電路進行調(diào)零和調(diào)滿的操作，使其輸出穩(wěn)定在0.3V-1.5V之間即可。2.測實驗數(shù)據(jù)：調(diào)節(jié)PT100的阻值，使其以每隔50的阻值接入電路，再測輸出Uo的值，電流源電路接好后，開始測電流的輸出。測量時應(yīng)按PT100的阻值增大時測一次，再依次減小其阻值測一次。五，準(zhǔn)備材料1，熱電阻pt100de 分度表溫度0123456789電阻值（）0102030401

3、00.00103.90107.79111.67115.54100.39104.29108.18112.06115.93100.78104.68108.57112.45116.31101.17105.07108.96112.83116.70101.56105.46109.35113.22117.08101.95105.85109.73113.61117.47102.34106.24110.12114.00117.86102.73106.63110.51114.38118.24103.12107.02110.90114.77118.63103.51107.40111.29115.15119.015

4、060708090 119.40123.24127.08130.90134.71119.78123.63127.46131.28135.09120.17124.01127.84131.66135.47120.55124.39128.22132.04135.85120.94124.78128.61132.42136.23121.32125.16128.99132.80136.61121.71125.54129.37133.18136.99122.09125.93129.75133.57137.37122.47126.31130.13133.95137.75122.86126.69130.5213

5、4.33138.13100110120130140138.51142.29146.07149.83153.58138.88142.67146.44150.21153.96139.26143.05146.82150.58154.33139.64143.43147.20150.96154.71140.02143.80147.57151.33155.08140.40144.18147.95151.71155.46140.78144.56148.33152.08155.83141.16144.94148.70152.46156.20141.54145.31149.08152.83156.58141.9

6、1145.69149.46153.21156.95150160170180190157.33161.05164.77168.48172.17157.70161.43165.14168.85172.54158.07161.80165.51169.22172.91158.45162.17165.89169.59173.28158.82162.54166.26169.96173.65159.19162.91166.63170.33174.02159.56163.29167.00170.70174.38159.94163.66167.37171.07174.75160.31164.03167.7417

7、1.43175.12160.68164.40168.11171.80175.49200210220230240175.86179.53183.19186.84190.47176.22179.89183.55187.20190.84176.59180.26183.92187.56191.20176.96180.63184.28187.93191.56177.33180.99184.65188.29191.92177.69181.36185.01188.66192.29178.06181.72185.38189.02192.65178.43182.09185.74189.38193.01178.7

8、9182.46186.11189.75193.37179.16182.82186.47190.11193.74250260270280290194.10197.71201.31204.90208.48194.46198.07201.67205.26208.84194.82198.43202.03205.62209.20195.18198.79202.39205.98209.56195.55199.15202.75206.34209.91195.91199.51203.11206.70210.27196.27199.87203.47207.05210.63196.63200.23203.8320

9、7.41210.98196.99200.59204.19207.77211.34197.35200.95204.55208.13211.70300310320330340212.05215.61219.15222.68226.21212.41215.96219.51223.04226.56212.76216.32219.86223.39226.91213.12216.67220.21223.74227.26213.48217.03220.57224.09227.61213.83217.38220.92224.45227.96214.19217.74221.27224.80228.31214.5

10、4218.09221.63225.15228.66214.90218.44221.98225.50229.02215.25218.80222.33225.85229.37350360370380390229.72233.21236.70240.18243.64230.07233.56237.05240.52243.99230.42233.91237.40240.87244.33230.77234.26237.74241.22244.68231.12234.61238.09241.56245.02231.47234.96238.44241.91245.37231.82235.31238.7924

11、2.26245.71232.17235.66239.13242.60246.06232.52236.00239.48242.95246.40232.87236.35239.83243.29246.75400410420430440247.09250.53253.96257.38260.78247.44250.88254.30257.72261.12247.78251.22254.65258.06261.46248.13251.56254.99258.40261.80248.47251.91255.33258.74262.14248.81252.25255.67259.08262.48249.1

12、6252.59256.01259.42262.82249.50252.93256.35259.76263.16245.85253.28256.70260.10263.50250.19253.62257.04260.44263.84熱電阻的測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即 Rt=Rt01+（t-t0） 。式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=

13、0）時對應(yīng)電阻值；為溫度系數(shù)。 半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為 Rt=AeB/t 。式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上 ），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測溫范圍只有-50300左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200500范圍內(nèi)的溫度測量，其特點是測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。工業(yè)上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導(dǎo)體都有這個性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮?，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率

14、要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（最好呈線性關(guān)系）。pt100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0時它的阻值為100歐姆，在100時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的。應(yīng)用于醫(yī)療、電機、工業(yè)、溫度計算、阻值計算等高精溫度設(shè)備，應(yīng)用范圍非常之廣泛。2，芯片MS324的引腳圖LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，lm324原理圖如圖

15、所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。六，數(shù)據(jù)處理PT100100.0119.4138.5157.3175.9194.1212.0229.7247.1U(v)0.490.771.021.281.541.792.032.272.50A（mA)4.006.168.2010.2012.2814.2416.2418.1620.00 U與PT100的關(guān)系圖 A與PT100的關(guān)系圖七實驗分析七，實驗總結(jié)雖然幾次的實驗課很快就過去了，但它在我的心中留下了深刻的印象，印象最深的是實驗之初我們組的三人都想鍛煉自己的焊接技術(shù)而分組的事情，雖然我們在焊接技術(shù)方面的功力都得到了鍛煉，但比起一些組來說我們在得到實驗結(jié)果方