Pt100熱電阻的測(cè)溫電路

吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙Pt100熱電阻的測(cè)溫電路［摘要］熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合，這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鋁、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測(cè)量-200℃?+500℃范圍內(nèi)的溫度。溫度測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，涉及到各行各業(yè)的各個(gè)方面，在各種不同的領(lǐng)域中都占有重要的位置。從降低開放成本擴(kuò)大適用范圍、系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性出發(fā)，設(shè)計(jì)一種以Pt100鋁熱電阻為溫度信號(hào)采集元件的傳感器溫度測(cè)量系統(tǒng)。才測(cè)量系統(tǒng)不但可以測(cè)量室內(nèi)的溫度，還可以測(cè)量液體等的溫度，在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用。［關(guān)鍵字］傳感器Pt100熱電阻溫度測(cè)量共20頁第1頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙Pt100RTDtemperaturemeasurementcircuit[Abstract]RTDtemperaturemeasurementisbasedonthevalueofthemetalconductorresistanceincreaseswithtemperatureforthisfeaturetemperaturemeasurement.Mostofthethermalresistanceofpuremetallicmaterial,iscurrentlythemostwidelyusedplatinumandcopper,inaddition,havenowbegunusingnickel,manganeseandrhodiumandothermaterialthermalresistance.Mainlybyusingthermalresistancesensorresistancechangeswithtemperaturetomeasurethetemperatureandthecharacteristicsandtemperature-relatedparameters.Accuracyinthedetectionofrelativelyhightemperatureoftheoccasion,thesensorforcomparison.Presentamoreextensivematerialforthethermalresistanceofplatinum,copper,nickel,etc.,theyhavetheresistancetemperaturecoefficient,linearity,andstableperformance,widetemperaturerange,easytoprocessandsoon.Usedtomeasure-200℃~500℃temperaturerange.Temperaturemeasurementsystemiswidelyused,involvingallaspectsofallwalksoflife,inavarietyofdifferentfieldshaveanimportantposition.Extendfromthelowercostofopenrange,thesystemstability,reliabilitystartingtodesignaPt100platinumresistancetemperaturesensorsignalcollectiondevicetemperaturemeasurementsystem.Measuringsystemcanmeasurenotonlyuntiltheindoortemperature,butalsocanmeasurethetemperatureoftheliquid,etc.,inpractice,thissystemisstable,reliable,simpleandpracticalcircuitdesign.[Keywords]SensorsPt100RTDTemperaturemeasurement目錄共20頁第2頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙TOC\o"1-5"\h\z! 1前言 4I\o"CurrentDocument"! 1.1傳感器概況 4\o"CurrentDocument"I 1.2設(shè)計(jì)目的 7\o"CurrentDocument"I2設(shè)計(jì)要求 8\o"CurrentDocument"I 2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 8I\o"CurrentDocument"I 2.2設(shè)計(jì)要求 9I3原器件清單 10\o"CurrentDocument"裝4Pt100熱電阻的測(cè)溫電路 11I\o"CurrentDocument"I 4.1總體電路圖 11\o"CurrentDocument"I 4.2工作原理 11\o"CurrentDocument"I5Pt100熱電阻測(cè)溫電路的原理及實(shí)現(xiàn) 12訂\o"CurrentDocument"I 5. 1測(cè)溫電路的工作原理 12\o"CurrentDocument"I 5. 2測(cè)溫電路的實(shí)現(xiàn) 14\o"CurrentDocument"I 5. 3測(cè)量結(jié)果及結(jié)果分析 15\o"CurrentDocument"線6制作過程及注意事項(xiàng) 16I\o"CurrentDocument"I 6.1制作過程 16\o"CurrentDocument"I 6.2注意事項(xiàng) 17I 7總結(jié) 18II 8致謝 19參考文獻(xiàn) 201前言共20頁第3頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙傳感器概況IIII 傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如I光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。I 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律I 轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢裝I 測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電I 信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控I 制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。訂 “傳感器”在新韋式大詞典中定義為：“從一個(gè)系統(tǒng)接受功率，通常以另一種I 形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件”。根據(jù)這個(gè)定義，傳感器的作用是將一種能I 量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學(xué)者也用“換能器一Transducer”來稱謂“傳感I 器一Sensor”。線II傳感器的作用I 人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，I 在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況，I 就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長(zhǎng)，又稱之為電五官。I 新技術(shù)革命的到來，世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過程中，首先要解決I 的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與I手段。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到cm的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)共20頁第4頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁碭等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。由此可見，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。傳感器的原理傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源，該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源；由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào)，通過信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào)，該信號(hào)為TTL電平，既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)一靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效共20頁"第5頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的。化學(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。共20頁第6頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙?jiān)O(shè)計(jì)目的.通過對(duì)鉑電阻測(cè)溫的研究，采用以運(yùn)算放大器電路為基礎(chǔ)的校正補(bǔ)償方法,結(jié)合算法簡(jiǎn)單、校正精度高的線性插值〃軟校正〃方法,有效地解決鉑電阻測(cè)溫電路的非線性誤差問題,提高了測(cè)量精度。完成PT100電阻測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)到完工的全過程。.通過本次課程設(shè)計(jì)，提高我們的動(dòng)手能力，并且讓我們深刻了解到一個(gè)電路板從設(shè)計(jì)到完工的全部過程。提高我們的合作能力與團(tuán)結(jié)互助精神。為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。.掌握控制系統(tǒng)的基本概念、基本理論，熟悉控制系統(tǒng)的安裝，調(diào)試與運(yùn)行的基本知識(shí)。.在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料等多種手段獲取信息，并運(yùn)用比較、分類、歸納、概括等方法對(duì)信息進(jìn)行加工。.能對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行計(jì)劃、反思、評(píng)價(jià)和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)的能力。.通過理論實(shí)踐一體化的學(xué)習(xí)過程，深入了解實(shí)踐與理論之間的相互關(guān)系。.通過各種實(shí)踐活動(dòng)，思考優(yōu)化實(shí)踐的過程和方法，并嘗試改進(jìn)，嘗試運(yùn)用技術(shù)和研究方法解決一些工程實(shí)踐問題。.通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)質(zhì)疑意識(shí)，具有分析、解決問題的能力。共20頁第7頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)內(nèi)容i!i 鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由i 于其測(cè)量準(zhǔn)確度高，測(cè)量范圍大，復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好，被廣泛應(yīng)用于中溫（-200℃裝-650℃）范圍的溫度測(cè)量中。i PT100是一種廣泛應(yīng)用的測(cè)溫元件，在-50℃-600℃范圍內(nèi)具有其他任何傳感器i 無可比擬的優(yōu)勢(shì)，包括高精度，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)等。由于鋁電阻的電阻值與i 溫度成非線性關(guān)系，所以需要進(jìn)行非線性校正。常用的PT電阻接法有兩種，分別為訂i 三線制和兩線制，本次課程實(shí)際采用兩線制。常用的采樣電路有兩種：一為橋式測(cè)溫i電路；一為恒流源式測(cè)溫電路。本次課程設(shè)計(jì)采用橋式測(cè)溫電路。II線共20頁第8頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙?jiān)O(shè)計(jì)要求.按照實(shí)驗(yàn)原理：以獲得被測(cè)量溫度的兩線制鉑熱電阻、一運(yùn)算放大電路及一調(diào)零電阻；所述兩線制伯熱電阻包括一正端子、一負(fù)端子，其特征在于，所述恒流源連接所述兩線制伯熱電阻的正端子，所述運(yùn)算放大電路的輸入端接所述兩線制伯熱電阻的正端子，所述調(diào)零電阻的一端連接所述兩線制伯熱電阻的負(fù)端子，其另一端接入電路中；該放大器的輸出電壓和熱電阻的電阻變化值成線性關(guān)系。.要求學(xué)生掌握原理后，自己設(shè)計(jì)出電路圖并將電路刻在板子上，經(jīng)過一系列的刷漆，浸泡，焊接等過程完成PT100電阻測(cè)溫電路的實(shí)現(xiàn)。[ 3.掌握檢測(cè)儀表與傳感器的工作原理、使用和工程選用方法，能根據(jù)要求選用和使用訂常用傳感器。i4.掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)分析、應(yīng)用方法和初步具備單回路控制系統(tǒng)的能處理典型系統(tǒng)的i 一般故障，具有了解過程控制技術(shù)應(yīng)用新動(dòng)向和進(jìn)一步學(xué)習(xí)過程控制技術(shù)的能力。共20頁第9頁

吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙1111111i3 元器件清單!序號(hào)兀器件名稱型號(hào)數(shù)量備注ii1PT1001ii2運(yùn)算放大器LM3241裝i3滑動(dòng)變阻器TL4311ii4滑動(dòng)變阻器IN47331i5電容1031i訂6電容1041ii7電阻ROMH22Kii8電阻ROMH2100Ki線iiiiiiiiiiiii9電阻ROMH41K共20頁第10頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙4 Pt100熱電阻的測(cè)溫電路總體電路圖! 圖1兩線制接法橋式測(cè)溫電路i?i線工作原理ii 測(cè)溫原理:二線制是用電橋法測(cè)量，最后給出的是溫度值與模擬量輸出值的關(guān)系。i電流回路和電壓測(cè)量回路合二為1。ii 電路采用TL431和電位器VR1調(diào)節(jié)產(chǎn)生4.096V的參考電源：采用R1,R2,VR2,i PT100構(gòu)成測(cè)量電橋（其中R1=R2,VR2為100。精密電阻），當(dāng)PT100的電阻值和VR2i 的電阻值不相等時(shí)，電橋輸出一個(gè)mV級(jí)的壓差信號(hào)，這個(gè)壓差信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放LM324ii 放大后輸出期望大小的電壓信號(hào)，該信號(hào)可直接連AD轉(zhuǎn)換芯片。差動(dòng)放大電路中R3=R4,R5=R6,放大倍數(shù)=R5/R3.運(yùn)放采用單一5V供電。共20頁第11頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙5 Pt100熱電阻的測(cè)溫電路的原理及實(shí)現(xiàn)測(cè)溫電路的工作原理.工作原理與熱電偶的測(cè)溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)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(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測(cè)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=Rt0[1+a（t-t0）]式中，Rt為溫度士時(shí)的阻值；Rt0為溫度士0（通常t0=0℃）時(shí)對(duì)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(shí)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(cè)溫范圍只有-50?300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測(cè)和控制。金屬熱電阻一般適用于-200?500℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是測(cè)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。.熱電阻的信號(hào)連接方式熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號(hào)通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大的影響。目前熱電阻的引線主要有三種方式。1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號(hào)的方式叫二線制：這種引線方法很簡(jiǎn)單，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r,r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和共20頁第12頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙長(zhǎng)度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)合。2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的最常用的引線電阻。03四線制：在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I,把R轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè)。在本次設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)室采用了二線制接法。.熱電阻的結(jié)構(gòu)形式和熱電偶溫度傳感器相類似，工業(yè)上常用的熱電阻主要有普通裝配式熱電阻和鎧裝熱電阻兩種型式。普通通裝配式熱電阻是由感溫體、有銹鋼外保護(hù)管、接線盒以及各種用途的固定裝置級(jí)成，安裝固定裝置有固定外螺紋、活動(dòng)法蘭盤、固定法蘭和帶固定螺栓錐形保護(hù)管等形式。鎧裝熱電阻外保護(hù)套管采用不銹鋼，內(nèi)充高密度氧化物絕緣體，具有很強(qiáng)的抗污染性能和優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度。與前者相比，鎧裝熱電阻具有直徑小、易彎曲、抗震性好、熱響應(yīng)時(shí)間快、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于一些特殊的測(cè)溫場(chǎng)合，還可以選用一些專業(yè)型熱電阻，如，測(cè)量固體表面溫度可以選用端面熱電阻，在易燃易爆場(chǎng)合可以選用防爆型熱電阻，測(cè)量震動(dòng)設(shè)備上的溫度可以選用帶有防震結(jié)構(gòu)的熱電阻等。共20頁第13頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙測(cè)溫電路的實(shí)現(xiàn)II| 1.同幅度調(diào)整R1和R2的電阻值可以改變電橋輸出的壓差大小；I 2.改變R5/R3的比值可改變電壓信號(hào)的放大倍數(shù)，以便滿足設(shè)計(jì)者對(duì)溫度范圍的!要求；| 3.放大電路需接成負(fù)反饋方式，否則放大電路不能正常工作；I 4.VR2為滑動(dòng)變阻器，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值大小可以改變溫度的零點(diǎn)設(shè)定，例裝I如，PT100的零點(diǎn)溫度為0℃,即0℃時(shí)電阻為100。，當(dāng)阻值調(diào)節(jié)到109.855。時(shí)，| 溫度的零點(diǎn)就被設(shè)在了25℃。測(cè)量滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)須在沒有接入電路時(shí)調(diào)節(jié)，I 這是因?yàn)榻尤腚娐泛鬁y(cè)量的電阻值發(fā)生了改變；訂 5.理論上，運(yùn)放輸出的電壓為輸入壓差信號(hào)*放大倍數(shù)，但實(shí)際在電路工作時(shí)測(cè)I 量輸出電壓與輸入壓差信號(hào)并非由這樣的關(guān)系，壓差信號(hào)比理論值小很多，實(shí)際輸出I 信號(hào)為4.096*(Rpt100/(R1+Rpt100)-Rvr2/(R1+Rvr2))式中電阻值以電路工作時(shí)量I 取的為準(zhǔn)。線i 6.電橋的正電源必須接穩(wěn)定的參考基準(zhǔn)，因?yàn)槿绻苯咏覸CC的話，當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)I造成VCC發(fā)生波動(dòng)時(shí)，運(yùn)放輸出的信號(hào)也會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)再到VCC未發(fā)生波動(dòng)時(shí)建1 立的溫度-電阻表中去查表求值時(shí)就不正確了，這可以根據(jù)上式進(jìn)行計(jì)算得知。iI 7.理論分析完后，將電路圖刻在板子上，然后經(jīng)過刷漆，腐蝕，焊板，調(diào)試等一I 系列過程后，進(jìn)行下一步測(cè)量結(jié)果。共20頁第14頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙5.3測(cè)量結(jié)果及結(jié)果分析i?ii一.檢測(cè)結(jié)果：Ii 1.首先，把Rpt100=110。，R1=2000。，Rvr2=100。算出理論的輸出電壓值i 為0.0179V；ii 當(dāng)溫度升高時(shí)Rpt100=111.5,R1=2000。，Rvr2=100。時(shí)，算出理論的輸出電壓裝i 值為0.0207V；Ii 2.放大倍數(shù)為100倍，用萬用表測(cè)出輸出電壓為1.75mV；i訂 將鋁電阻的溫度升高一些后，再測(cè)量出輸出電壓為1.98mV。IIIi 二.結(jié)果分析：線i 測(cè)量出的電壓輸出值與其理論值有些出入，分析原因可能及改進(jìn)方法有以下幾點(diǎn)：i 1.在萬用表測(cè)量其輸出電壓時(shí)，不同的時(shí)刻讀到的值不同，造成一定誤差?？刹捎酶黫 精確的測(cè)量裝置能減小誤差。i 2.PT100引線電阻隨著溫度變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。實(shí)際應(yīng)用中常采用三線制或四i 線制接線方式，但實(shí)驗(yàn)室提供的PT100只有兩根引線，無法減小引線電阻變化的影響。ii 3.測(cè)溫電路本身的非線性等原因。此項(xiàng)誤差由電路設(shè)計(jì)保證，非常小，可以忽略不計(jì)。共20頁第15頁吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙6 制作過程及注意事項(xiàng)6.1制作過程.按照電路圖，利用protel99SE軟件畫出PCB圖，按照尺寸將PCB布線圖用復(fù)寫紙畫到覆銅板上；.用直徑為1.0mm的電鉆鉆頭在PCB板上按位鉆孔；.按照之前的布線軌跡，用細(xì)毛筆涂油漆的方法覆蓋所有布線軌跡，描好后晾干，為了漂亮，還可以用小刀把線條修整齊；.把以上步驟做好的板子放入三氯化鐵溶液中，因?yàn)楦g的速度與腐蝕液的濃度，溫度及腐蝕過程中采取抖動(dòng)有關(guān)，因此為了保證制板質(zhì)量及提高腐蝕速度，可以采用抖動(dòng)和加熱的方法；.用溶液將板子腐蝕完畢后用自來水將板子沖洗干凈；.用洗甲水將板子上殘留的油漆洗干凈至露出覆銅；.按照電路圖，將相應(yīng)的元件按照原圖焊接到板子的相應(yīng)位置；.焊接完畢后，進(jìn)行調(diào)試及測(cè)量，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。共20頁第16頁

吉林建工學(xué)院城建學(xué)院信息工程系自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)論文紙6.2注意事項(xiàng)一般來說，造成硬件問題的首要問題就是焊接了，也就是說焊接的好與壞直接響產(chǎn)品的正常運(yùn)行。造成焊接質(zhì)量不高的常見原因是：.焊錫用量過多,形成焊點(diǎn)的錫堆積；焊錫過少，不足以包裹焊點(diǎn)。.冷焊。焊接時(shí)烙鐵溫度過低或加熱時(shí)間不足焊錫未完全熔化、浸潤(rùn)、焊錫表面不光亮（不光滑），有細(xì)小裂紋。.夾松香焊接,焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香,則焊點(diǎn)下有一層黃褐色松香膜；若加熱溫度太高,則焊點(diǎn)下有一層碳化松香的黑色膜。對(duì)于有加熱不足的松香膜的情況，可以用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)于已形成黑膜的，則要〃吃〃凈焊錫，清潔被焊元器件或印刷板表面，重新進(jìn)行焊接才行。.焊錫連橋。指焊錫量過多,造成元器件的焊點(diǎn)之間短路。這在對(duì)超小元器件及細(xì)小印刷電路板進(jìn)行焊接時(shí)要尤為注意。.焊劑過量，焊點(diǎn)明圍松香殘?jiān)芏?。?dāng)少量松香殘留時(shí)，可以用電烙鐵再輕輕加熱一下,讓松香揮發(fā)掉,也可以用蘸有無水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊劑。.焊點(diǎn)表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過少，以及烙鐵離開焊點(diǎn)時(shí)角度不當(dāng)浩成的內(nèi)。最小系統(tǒng)的電路不工作，首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓表測(cè)