PT100温度变送器设计.doc

电子检测装置设计实践
题目:PT100温度变送器的设计
姓名:
学号:
成绩:__________________
西安理工大学信息与控制工程系
2016年1月22日
总成绩
验收成绩
验收(抽样)结果
结果
均方根误差/排名
精度/排名
最终排名
报告成绩
报告评价
学生成绩包括两个部分:检测装置验收和报告。
检测装置验收得分:根据验收测试的4组数据计算得到均方根误差和精度,将其各自排名,排名的结果相加,再排名,根据排名得到每个人的验收得分。
报告得分:根据电路设计、计算,电路图绘制,结果分析,综合得分。
最终得分:验收和报告各占50%。
电子检测装置设计实践
项目设计说明书
项目:PT100温度变送器的设计
姓名:
学号:
西安理工大学信息与控制工程系
2016年1月22日
大纲
概述
随着现代化工业生产的不断发展,在普通家庭里电热水器、电饭煲、电磁炉等家用电器越来越成为必不可少的生活用品,然而这些电器都依赖于温度控制技术,所以说温度控制技术无处不在。基于此,如何获得温度信息值并进行准确而又快速的控制这是非常重要而有意义的研究课题。
因铂热电阻具有测量范围大、稳定性好和耐氧化等优点,本课题采用PT100铂热电阻作为温度感测元件,进行温度传感器的设计与实现。PT100在的额定电阻值是,工作温度范围:,考虑到实际应用,本课题设计的测量范围为。因为热敏电阻的的温度与阻值呈线性关系,根据测量可得温度与电压的关系,阻值与电压的关系。
总体设计
温度的控制
1、温度控制范围:10--90℃内可任意设定温度值。
2、控制精度:±5℃
系统构成
PT100
电源电路
24V输入
24V输入

输出U0
桥式电路
放大电路

主要设备及元器件选型
根据设计要求,采用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。
lm7812是指三端稳压集成电路IC芯片元器件,适用于各种电源稳压电路,输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。lm7805系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示,这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805,C9、C10分别为输入端和输出端滤波电容。
ICL7660是一款基于电荷泵原理的电压反相器,在典型电路中,其输出电压和输入电压的极性相反幅值相等,但输出驱动能力不算很高。常用于需要从正电压变换出对称负电压的场合,增加一个ICL7660和几个小电容,就可以实现正负电源。
系统核心处理策略
输入信号经热电阻,过零点补偿和一级运放,最后滤波得到理想的模拟量输出。
系统软硬件功能划分
PT100所搭的电阻桥作为温度采集部分,对温度进行实时采集,电源由实验室提供。
详细设计
硬件设计
输入与输出
输入:由电源直接输入,经电源电路处理,将5V电压输入。
输出:经电路处理好的信号直接输出。
热电阻检测模块
由于热电阻输出的信号很微弱,故我们通过电桥将阻值变化值先经过电桥放大,得到范围跨度为0-5V,,得到需要的测温范围对应的温度值。
热电阻PT100的分度表
温度
℃
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电阻值(Ω)
0
10
20
30
40


















































50
60
70
80
90






123.