测控电路课程设计--PT100温度变送器设计

测控电路课程设计--PT100温度变送器设计 题目:PT100温度变送器设计 学院:物理与信息工程学院 专业:测控技术与仪器 班号:B10072021 姓名:李沙 学号:201007202118 一、实验 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 : 设计一个用热电阻Pt100制作的温度变送器，要求其温度变化范围为0?-400?,输出为0.3V-1.5V,精度为5,，在此基础上构成一个输出为4mA-20mA的电流源。 二，实验原理图 三，实验材料 芯片LM324(内含4个放大器)一个，4个10K的电阻，6个100K的电阻，2个200K的电阻，3个滑动变阻器(502,401,201各一个) 四，实验步骤 1.将PT100调至100Ω接入电路，分别测Uo1和Uo2,调滑动变阻器104和502，使其电压均接近于1V,并且Uo1> Uo2。对电路信号放大部分先进行调零:测Uo的值并调节502，是输出为0.3V,再对电路信号放大部分进行调满:先将PT100调至247Ω接入电路, 再测Uo的值并调节104，使输出为1.5V。如此反复对该电路进行调零和调满的操作，使其输出稳定在0.3V-1.5V之间即可。 2.测实验数据:调节PT100的阻值，使其以每隔50?的阻值接入电路，再测输出Uo的值，电流源电路接好后，开始测电流的输出。测量时应按PT100的阻值增大时测一次，再依次减小其阻值测一次。 五，准备材料 1，热电阻pt100de 分度表 温度 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ? 电阻值(Ω) 0 100.00 100.39 100.78 101.17 101.56 101.95 102.34 102.73 103.12 103.51 10 103.90 104.29 104.68 105.07 105.46 105.85 106.24 106.63 107.02 107.40 20 107.79 108.18 108.57 108.96 109.35 109.73 110.12 110.51 110.90 111.29 30 111.67 112.06 112.45 112.83 113.22 113.61 114.00 114.38 114.77 115.15 40 115.54 115.93 116.31 116.70 117.08 117.47 117.86 118.24 118.63 119.01 50 119.40 119.78 120.17 120.55 120.94 121.32 121.71 122.09 122.47 122.86 60 123.24 123.63 124.01 124.39 124.78 125.16 125.54 125.93 126.31 126.69 70 127.08 127.46 127.84 128.22 128.61 128.99 129.37 129.75 130.13 130.52 80 130.90 131.28 131.66 132.04 132.42 132.80 133.18 133.57 133.95 134.33 90 134.71 135.09 135.47 135.85 136.23 136.61 136.99 137.37 137.75 138.13 100 138.51 138.88 139.26 139.64 140.02 140.40 140.78 141.16 141.54 141.91 110 142.29 142.67 143.05 143.43 143.80 144.18 144.56 144.94 145.31 145.69 120 146.07 146.44 146.82 147.20 147.57 147.95 148.33 148.70 149.08 149.46 130 149.83 150.21 150.58 150.96 151.33 151.71 152.08 152.46 152.83 153.21 140 153.58 153.96 154.33 154.71 155.08 155.46 155.83 156.20 156.58 156.95 150 157.33 157.70 158.07 158.45 158.82 159.19 159.56 159.94 160.31 160.68 160 161.05 161.43 161.80 162.17 162.54 162.91 163.29 163.66 164.03 164.40 170 164.77 165.14 165.51 165.89 166.26 166.63 167.00 167.37 167.74 168.11 180 168.48 168.85 169.22 169.59 169.96 170.33 170.70 171.07 171.43 171.80 190 172.17 172.54 172.91 173.28 173.65 174.02 174.38 174.75 175.12 175.49 200 175.86 176.22 176.59 176.96 177.33 177.69 178.06 178.43 178.79 179.16 210 179.53 179.89 180.26 180.63 180.99 181.36 181.72 182.09 182.46 182.82 220 183.19 183.55 183.92 184.28 184.65 185.01 185.38 185.74 186.11 186.47 230 186.84 187.20 187.56 187.93 188.29 188.66 189.02 189.38 189.75 190.11 240 190.47 190.84 191.20 191.56 191.92 192.29 192.65 193.01 193.37 193.74 250 194.10 194.46 194.82 195.18 195.55 195.91 196.27 196.63 196.99 197.35 260 197.71 198.07 198.43 198.79 199.15 199.51 199.87 200.23 200.59 200.95 270 201.31 201.67 202.03 202.39 202.75 203.11 203.47 203.83 204.19 204.55 280 204.90 205.26 205.62 205.98 206.34 206.70 207.05 207.41 207.77 208.13 290 208.48 208.84 209.20 209.56 209.91 210.27 210.63 210.98 211.34 211.70 300 212.05 212.41 212.76 213.12 213.48 213.83 214.19 214.54 214.90 215.25 310 215.61 215.96 216.32 216.67 217.03 217.38 217.74 218.09 218.44 218.80 320 219.15 219.51 219.86 220.21 220.57 220.92 221.27 221.63 221.98 222.33 330 222.68 223.04 223.39 223.74 224.09 224.45 224.80 225.15 225.50 225.85 340 226.21 226.56 226.91 227.26 227.61 227.96 228.31 228.66 229.02 229.37 350 229.72 230.07 230.42 230.77 231.12 231.47 231.82 232.17 232.52 232.87 360 233.21 233.56 233.91 234.26 234.61 234.96 235.31 235.66 236.00 236.35 370 236.70 237.05 237.40 237.74 238.09 238.44 238.79 239.13 239.48 239.83 380 240.18 240.52 240.87 241.22 241.56 241.91 242.26 242.60 242.95 243.29 390 243.64 243.99 244.33 244.68 245.02 245.37 245.71 246.06 246.40 246.75 400 247.09 247.44 247.78 248.13 248.47 248.81 249.16 249.50 245.85 250.19 410 250.53 250.88 251.22 251.56 251.91 252.25 252.59 252.93 253.28 253.62 420 253.96 254.30 254.65 254.99 255.33 255.67 256.01 256.35 256.70 257.04 430 257.38 257.72 258.06 258.40 258.74 259.08 259.42 259.76 260.10 260.44 440 260.78 261.12 261.46 261.80 262.14 262.48 262.82 263.16 263.50 263.84 热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 Rt=Rt0[1+α(t-t0)] 。式中，Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0?)时对应电阻值;α为温度系数。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 Rt=AeB/t 。式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上 )，但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300?左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500?范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。工业上常用金属 热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求:尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大(在同样灵敏度下减小传感器的尺寸)、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系(最好呈线性关系)。 pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度为0?时它的阻值为100欧姆，在100?时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。应用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。 2，芯片MS324的引脚图 LM324是四运放集成电路， 它采用14脚双列直插塑料封装， lm324原理图如图所示。它的内 部包含四组形式完全相同的运算 放大器，除电源共用外，四组运 放相互独立。 由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因 此被广泛应用在各种电路中。 六，数据处理 PT100 100.0 119.4 138.5 157.3 175.9 194.1 212.0 229.7 247.1 U(v) 0.49 0.77 1.02 1.28 1.54 1.79 2.03 2.27 2.50 A(mA) 4.00 6.16 8.20 10.20 12.28 14.24 16.24 18.16 20.00 U与PT100的关系图 A与PT100的关系图 12，R12，R2，(R9，R4)R8七(实验分析 11,2Uo,，(,)由实验原理中的公式可得:R6R9，(R1，R2)R10，R11 12，R2，(10，R4)Uo,,0.8R11,2代入数据可得:5，(10，R2) R2,100,,Uo,0.3V,R2,247,,Uo,1.5V 将分别代入可得: R,0.678K,11,2 R4,25.2K, R12(Uo,100i)Uo,R12，R14(R17，R13),100iUo,100iR17由i,，代入数据得:R12，R14R16 UoUoi,，R16100 将Uo,1.5V,i,20mA代入得: R16,0.15K, 七，实验总结 虽然几次的实验课很快就过去了，但它在我的心中留下了深刻的印象，印象最深的是实验之初我们组的三人都想锻炼自己的焊接技术而分组的事情，虽然我们在焊接技术方面的功力都得到了锻炼，但比起一些组来说我们在得到实验结果方面还是多花了不少时间，毕竟一人计短多人计长，从中我学会了合作的重要性。再者，在焊接的过程中我们发现与人合作还是比一人孤军奋战来的容易。在来就是本来我可以在第二次实验时完成调试的，但是由于没有准备充分，在很多地方不是很懂，还好在实验老师和同学的耐心讲解指点下最终还是调试成功了。在实验老师和同学的帮助下，实验很轻松的就做完了。从我在没有人的帮助之下的调试失败中我明白合作的重要性，更明白我的知识贮备是多么的匮乏，所以在今后的学习中我一定要好好的贮备我所需的知识以尽量避免以后的失败。