中國石油大學(華東)傳感器課程設計實驗報告

2014—2015學年第3學期傳感器課程設計實習報告專業(yè)班級姓 學 號報告日期 2015年7月20日傳感器課程設計暑期實習報告第一局部變送器電路試驗一：試驗儀器和設備DT9208萬用表一只、＋5/24V直流電源一臺、萬能電路板一塊、鑷子一只、導線假設干、XTR106等芯片、常用電子元器件假設干。二：試驗步驟2、了解電阻式傳感器原理、測量轉換線路。式傳感器、壓阻式傳感器等。測量轉換線路：橋路電阻〔以應變片式壓力傳感器為例〕圖1全橋式應變片測量電路R1R3、R2R4的阻值變化方向全都〔變化方向如上圖所示〕。3XTR106芯片廠家英文資料，把握其工作根本原理。XTR1064~20mA兩線制集成單片變送器,，它的最大特點是可以對不平衡電橋的固有非線性進展二次項補償,。它可以使橋路傳感器的非線性大大改善,，改善前后非線性比最大20：1。43電路的工作原理。2XTR原理：通過轉變電阻的阻值，使橋路產(chǎn)生相應的mV級壓差，橋路的輸出分別連到運放的兩個正輸入端，經(jīng)運放以后產(chǎn)生V級電壓差。運放的輸出再進入到〕4~20mA電流5.1VXTR106芯片供給，XTR10624V供電電壓由試驗臺供給。5、利用萬能電路板搭建上述電路，要求分局部搭建，分成電阻橋路局部、差動放大局部、XTR本體局部，要求對前兩局部電路線進展測試，確認符合相關要求時方可接入第三局部電路。進展了測試。當電橋平衡時：橋路局部：，橋路的兩端分別都有電壓，但橋路輸出為零。電橋不平衡時：橋路局部：橋路的輸出不為零，最大時壓差為0.6mV。V數(shù)為30，實測值和理論值相差不大。6、上述電路沒有考慮零點、量程調整電路，請結合上述電路設計零點、量程調整電路，并實現(xiàn)該功能。PT100鉑熱電阻相鄰的位置放置一個滑動變PT100100100量程調整：在XTR106芯片的3,4管腳處接一個滑動變阻器進去，當橋路輸出為零時，可以調整此電位器，使得輸出4mA20mA7、進展變送器性能測試。進展負載試驗，給出負載范圍，思考遠距離信號傳輸中應留意的問題。XTR106由于試驗室操作，不需要傳送導線，所以其實際計算公式如下：其中V+是管腳10和地之間的電壓差，R=8250~830歐姆，理論與實際根本吻合?！?-10任選其一〕8、考慮如何實現(xiàn)應變片壓力變送器的功能，包括非線性補償問題該如何處理，并實現(xiàn)非線性補償，測試補償前后的變送器特性，要求的量程范圍0-100〔克〕。9、考慮如何實現(xiàn)Pt100熱電阻溫度變送器的功能，包括非線性補償問題該如何處理，并實現(xiàn)非線性補償，測試補償前后的變送器特性，要求的量程范圍0-200度。由PT100PT100阻值為100歐姆，200175.861KPT100100，175.86XTR1064mA，20mA。非線性補償問題：A、PT100鉑熱電阻的非線性和不平衡電橋的非線性都給最終的溫度測量帶來肯定的非線性誤差。因此需要通過電路設計實現(xiàn)非線性問題的調整。XTR106芯片則是實現(xiàn)該功能的最正確選擇。由參考資料可知，PT100〔如以下圖4所示〕，其中連接于111RlinVin612VrefVin300溫度02040608011.221.461.992.623.1221.171.432.032.583.1131.181.422.022.593.13平均電壓1.191.07411.441.58412.012.09412.62.60413.123.1141偏差-0.09590.15410.06410.02410.00411001201401601802003.674.194.695.265.726.033.644.224.715.235.715.983.654.224.735.225.735.993.664.214.715.245.7263.62414.13414.64415.15415.66416.1741-0.0159-0.0859-0.0659-0.0759-0.04590.1941補償后的特性曲線：Pt100溫度特性曲線Pt100溫度特性曲線7y=0.0255x+1.0673壓電6543210050100150200250溫度/t圖3補償后的特性曲線XTR106芯片處理后的非線性問題得到了很好地改善。10XTR106設計溫度變送器〔Cu50〕，要求量程：0～50度。三：試驗中消滅的問題后，最終最終順當?shù)倪M展了下一步。 開頭沒有搞清出放大倍數(shù)和量程調整電位器之間的關系，所以在輸出電流上下限的調整時消滅了一些小問題。經(jīng)過查找資料，后來找出了它們之間的當量程范圍比較小時，可以適當增大放大倍數(shù)。這樣在選好放大倍數(shù)時，再調整量程就會有事半功倍的效果。關于負載的問題，開頭也不是理解的很透徹，導致開頭測試時不知道負載的大致數(shù)值，但在后來的不斷地測量中，覺察當負載電阻超過大約800歐姆時0~800歐姆。四：試驗總結了這個技能。經(jīng)過對材料的學習和同學的爭論最終完成了焊接電路的原理圖。pt100PT100〔即溫度和輸出電流之間的非線性關系，同時了解了如何在電路中添加器件以實現(xiàn)零點和量程的調計算?？傊@次實習不僅熬煉一個人的思維力量，由于要排版和布局，還熬煉而且收獲了樂趣，一舉多得。2ProtelDXPPCB一：內容ProtelDXPPCB二：步驟1ProtelDXP2004軟件工作原理；2PCB電路板設計的根本原則、電路板布線原則。3、進展上述電路及補充電路原理圖設計；4、理解并進展元器件封裝設計；5、理解并生成網(wǎng)絡表；6PCBPCB文件。三：留意事項PCB會對其進展保存，防止未保存對之后操作產(chǎn)生不必要的影響。而且原理圖、元件庫、PCBPCB3、在對原理圖進展布線時，留意各個器件之間的距離，防止連接穿插線時本不2、在建原理圖之前需要加載需要用到的元件庫，找到文件夾的放置位置，找到需要搜尋系統(tǒng)元件時，具體操作如以下圖所示：3、在對原理圖進展布線時，留意各個器件之間的距離，防止連接穿插線時本不則會在編譯的時候報錯?！诧@示名字和標識〕的對應關系，而且要把具有非電氣特性端與元件邊框相連，防止在編譯時報錯?！簿幾g〕無誤，在產(chǎn)生網(wǎng)絡表之前，要對元器件進展封裝。除了系統(tǒng)自帶的元件其他元件都需要進展封裝6、在PCB板上布局時留意調整各個器件的排列，讓連線簡潔明白，盡量水平或留意不要有間隔。PCB框起來。四：實習報告1PCB局最合理?！餐瑫r留意刪除器件盒〕在元件布局時應留意以下幾點：先布放關鍵元器件〔如單片機、DSP、存儲器等〕線的走向布放其他元件。模擬電路模塊與數(shù)字電路模塊應分開布置，不要混合在一起。帶強電的元件與其他元件距離盡量要遠，并布放在調試時不易觸碰的地方。電位器、可變電容等元件應布放在便于調試的地方。2、進展上述電路及補充電路原理圖設計；APCBB、創(chuàng)立原理圖CB、創(chuàng)立原理圖C、原理圖繪制XTR106芯片庫設計D、原理圖電氣規(guī)章檢查D、原理圖電氣規(guī)章檢查E、庫原件的查找3、理解并進展元器件封裝設計〔XTR106〕；APCBB、生成網(wǎng)絡表、55PCBPCB仿真五：試驗中消滅的問題1、生成網(wǎng)絡表之前沒有對運放、二極管、三極管進展封裝，而且也沒有留意封PC