傳感器課程設(shè)計(jì)----基于pt100溫度測量系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-12-23 22:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 溫度。目前運(yùn)用受限的主要原因一是價(jià)格相對 較貴，二是非接觸式溫度傳感器的輸出同樣存在非線性的問題，而且其輸出受與 被測量物體的距離、環(huán)境溫度等多種其它因素的影響。 由于本設(shè)計(jì)的任務(wù)是要求測量的范圍為 0℃ ～ 100℃ ，測量的分辨率為177?！?，綜合價(jià)格以及后續(xù)的電路，決定采用線性度 相對較好的 PT100 作為本課題的溫度 傳感器，具體的型號為 WZP 型鉑電阻，該傳感器的測溫范圍從－200℃ ～＋ 650℃ 。具體在 0℃ ～ 100℃ 的分度特性表見附錄 A 所示。 第二節(jié) 方案論證 溫度測量的方案有很多種，可以采用傳統(tǒng)的分立式傳感器、模擬集成傳感器以及新興的智能型傳感器。 方案一：采用模擬分立元件 如電容、電感或晶體管等非線形元件，該方案設(shè)計(jì)電路簡單易懂，操作簡單，且價(jià)格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成數(shù)字化，而且測量誤差大。 方案二：采用溫度傳感器 通過溫度傳感器采集溫度信號，經(jīng)信號放大器放大后 ，送到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量， 通過 labview 顯示 。 熱電阻也是最常用的一種溫度傳感器。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定，使用方便，測量范圍為 200℃ ～ 650℃ ，完全滿足要求，考慮到鉑電阻的測量精確度是最高的，所以我們設(shè)計(jì)最終選擇鉑電阻 PT100 作為傳感器。該方案采用熱電阻 PT100 做為溫度傳感器、 AD620 作為信號放大器， TLC2543 作為 A/D轉(zhuǎn)換部件，對于溫度信號的采集具有大范圍、高精度的特點(diǎn)。相對與方案一，在功能、性能、可操作性等方面都有較大的提升。在這里我選用方案二完成 本次設(shè)計(jì)。 4 第三節(jié) 系統(tǒng)的工作原理 測溫的模擬電路是把當(dāng)前 PT100 熱電阻傳感器的電阻值，轉(zhuǎn)換為容易測量的電壓值，經(jīng)過放大器放大信號后送給 虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室的 PCI6251 數(shù)據(jù)采集卡 ,再通過虛擬儀器把當(dāng)前的電壓值轉(zhuǎn)變成溫度 第四節(jié) 系統(tǒng)框圖 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要包括溫度信號采集單元，數(shù)據(jù)處理單元，時(shí)間、溫度顯示單元。其中 溫度信號的數(shù)據(jù)采集單元部分包括溫度傳感器、溫度信號的獲取電路（采樣）、放大電路。 系統(tǒng)的總結(jié)構(gòu)框圖所示 。 熱 敏 電 阻 信 號 調(diào) 理 電 路 模 擬 輸 入N I E L V I S接 口 平 臺P C I 6 2 5 1 數(shù) 據(jù) 采 集 卡A I 0 模 擬 輸 入P C 電 腦 第二章 硬件設(shè)計(jì) 第 一節(jié) PT100 傳感器特性和測溫原理 電阻式溫度傳感器 (RTD, Resistance Temperature Detector)是指一種物質(zhì)材料作成的電阻 ,它會隨溫度的改變而改變電阻值。 PT100 溫度傳感器是一種以鉑 (Pt)做成的電阻式溫度傳感器，屬于正電阻系數(shù) , 其電阻阻值與溫度的關(guān)系可以近似用下式表示： 在 0～ 650℃ 范圍內(nèi)： 5 Rt =R0 (1+At+Bt2) 在 200～ 0℃ 范圍內(nèi)： Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t100)t3) 式中
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