传感器课程设计(基于labview的pt100温度测量系统)

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基于labview的温度监测系统设计任务书

基于labview的温度监测系统设计任务书

基于labview的温度监测系统设计任务书1.背景介绍现代工业生产和生活中,温度监测系统在各个领域中都扮演着非常重要的角色。

从工业生产中的温度控制,到医疗设备和环境监测中的温度监测,都需要可靠的温度检测系统来确保生产和生活的安全和稳定。

因此,设计一款高效、稳定、精准的温度监测系统是非常有必要的。

2.设计目标本次设计的目标是开发一款基于LabVIEW的温度监测系统,主要用于工业生产、医疗设备和环境监测等领域。

该系统需要满足以下主要设计目标:-提供高精度的温度监测功能,能够在工业生产中实时监测温度并进行控制;-能够实时采集温度数据,并能够对数据进行存储、分析和显示;-支持远程监控和控制功能,方便用户在远程地点对温度系统进行监测和控制。

3.技术需求为了实现设计目标,需要满足以下技术需求:-传感器:选择高精度、稳定的温度传感器,能够在-50℃至150℃范围内工作,并且具有快速的响应时间和高灵敏度;- LabVIEW软件:利用LabVIEW软件进行系统的设计和开发,实现数据采集、处理和显示功能;-远程通信技术:使用网络通信技术,实现远程监控和控制功能;-数据存储和分析:需要采用数据库存储技术,对采集的温度数据进行存储和分析。

4.系统设计4.1系统硬件设计传感器选择:选择一款高精度、稳定的温度传感器,例如PT1000,它具有高精度和稳定的特性,可以满足系统的测温要求。

数据采集和处理:使用DAQ卡进行数据采集和预处理,实现对温度数据的快速采集和处理。

远程监控功能:通过网络模块,实现系统远程监控和控制功能,便于用户随时随地监控温度系统的工作状态。

4.2系统软件设计数据采集和处理:使用LabVIEW软件进行数据采集和处理,通过编程实现对温度数据的实时采集和处理。

数据存储和分析:利用LabVIEW和数据库技术进行温度数据的存储和分析,实现对历史温度数据的查询和分析功能。

远程通信功能:通过LabVIEW和网络通信技术,实现对温度系统的远程监控和控制功能,方便用户进行远程操作。

《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告

《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告

《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告1.实验功能要求了解铂热电阻的特性与应用;熟悉铂热电阻测温电路;利用P100铂电阻测量温度源的温度;记录温度与测量电路电压输出数据2.实验所用传感器原理利用导体电阻随温度变化的特性,可以制成热电阻,要求其材料电阻温度系数大,稳定性好,电阻率高,电阻与温度之间最好有线性关系。

常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。

铂电阻是将0.05~0.07mm的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。

在0-650℃以内。

铂电阻一般是三线制,其中一端接一根引线另一端接二根引线,主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制,导线电阻忽略不计。

)。

实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出,再经放大器放大后直接用电压表显示。

3.实验电路PT100铂电阻测温电路经验P100电压采集放大电路:前半部分是4.096V恒压源电路,然后是一个桥式电压采样电路,后面是一个电压放大电路。

一、4.096V恒压源电路因Vref=2.5V,故有4.096=(1+R1/R2)*2.5,得出R1/R2=1.6384,可以通过调节滑动变阻器实现。

二、桥式电压采样电路这是一个桥式电压采样电路,其原理是将V2作为参考电压,通过V1的变化去得到一个相对的电压数值,这样就能得到PT100的电阻数值,从而得到当前温度数值。

其中相对数值是通过R7去调节,可以是任意,其R7的主要作用还是在校准温度使用。

根据项目需要,现在使用的R7的阻值是138.5002Ω,也就是PT100在100摄氏度是的温度数值。

三、电压放大电路分析电路:1根据"虚断"原则,流过R3和R8电流相等(V1-Vx)/R3=Vx/R82根据“虚断"原则,流过R6和R1电流相等(V2-Vout)/(R6+R1)=(V2-Vy)/R6 3根据"“虚短"原则,Vy=Vx4根据这3个公式得出:11V1-10V2=Vout理想要的数值是10倍的放大倍数,但是现在在输出端多了减了V1,根据模拟的数值可知,V1的取值范围是0.215-0.36835241646对应温度范围是44.032- 75.43。

基于LabVIEW的温度测控系统设计

基于LabVIEW的温度测控系统设计

包头师范学院本科毕业论文论文题目:基于LabVIEW的温度测控系统设计姓名:刘欣宇学号:0914830039专业:电子信息科学与技术院系:信息科学与技术学院电子系指导教师:潘峰二〇一三年五月六日摘要LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)又称G语言,是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。

LabVIEW采用数据流编程方式,程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序,它用图标表示函数,用连线表示数据流向。

温度测控系统在许多行业、工业系统中是非常重要、不可或缺的,本文由一个PC 机、一个单片机、LabVIEW程序及外电路中一些硬件器材来实现对温度的显示与控制。

PC机通过LabVIEW将温度上下限传递给下位机,单片机与PC机间通过串口来实现温度参数的传送,单片机将上位机传来的温度与采集到的温度进行对比,根据对比结果来控制外电路的硬件制冷,实现温度的控制。

由虚拟仪器和单片机组成的该系统成本低、灵活性高、可拓展性强,更实用于当今科学技术对温度测控技术性能的拓展。

关键词:LabVIEW;单片机;温度测控;串口AbstractLabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench),also known as the G language is a graphical programming language to create applications with icons instead of lines of bVIEW dataflow programming block diagram data flow between the nodes determines the order of execution of the program,with icons representing functions,and lines to show the flow of data.Temperature control system in many industries,industrial systems is very important and indispensable,the paper consists of a PC,a microcontroller,the LabVIEW program and the external circuit to achieve temperature display and control hardware equipment.PC through LabVIEW upper and lower temperature is passed to the next crew,SCM and PC via the serial port to achieve the transmission of the temperature parameter,single-chip host computer from the temperature and the temperature of the collected compared to control external circuit, according to the comparison results hardware equipment heating or cooling,temperature control.The system is composed of virtual instruments and microcontroller low cost,high flexibility,scalability,more practical expansion of the temperature measurement and control technology performance with today's science and technology.Keywords:LabVIEW,;microcontroller,;temperature measurement and control;serial目录1引言 (1)2绪论 (2)2.1课题的研究目的及意义 (2)2.2课题研究的主要内容 (2)3概述 (3)3.1虚拟仪器的概述 (3)3.2LabVIEW的概述 (4)3.3LabVIEW的框图介绍 (4)3.3.1前面板 (4)3.3.2程序框图 (5)4上位机测控系统设计 (6)4.1测控系统的整体设计思路 (6)4.2LabVIEW串口VISA (7)4.2.1VISA串口配置 (8)4.2.2VISA串口写入 (8)4.2.3VISA串口读取 (9)4.2.4VISA串口关闭 (9)4.3温度测控前面板 (10)4.4温度测控程序框图 (11)4.4.1温度写入程序框图 (12)4.4.2温度的比较与显示程序框图 (13)5下位机测控系统设计 (15)5.1串口连接 (15)5.2硬件设计 (15)5.3软件设计 (16)5.3.1下位机软件设计流程图 (17)5.3.2软件设计主要源程序 (18)结论 (18)致谢 (23)参考文献 (24)1引言随着生产技术的发展,温度测控技术应用于很多行业中,例如电厂、医院、钢铁厂等。

基于LabVIEW的温度测量系统的设计

基于LabVIEW的温度测量系统的设计

基于LabVIEW的温度测量系统的设计作者:杨亮来源:《决策探索·收藏天下(中旬刊)》 2019年第2期摘要:随着现代化技术的不断发展,传统温度测量系统功能单一、灵活性差等缺点越发明显,对新型采集系统的需求日益剧烈。

LabVIEW作为一种程序开发环境,拥有强大的数据处理能力和良好的人机交互界面,集成度高,用户可根据需求自行升级,扩展功能。

文章采用美国国家仪器公司LabVIEW为开发平台,通过USB数据采集卡结合铂热电阻温度传感器,设计了一种具有友好人机交互的实时温度测量系统。

关键词:温度测量系统:人机交互:系统设计基金项目:本文系陕西工业职业技术学院(ZK17-12)研究成果。

很多工控场合都需要对温度进行测量,其精度要求也随着科技的发展越发严格。

但传统温度测量系统功能单一、灵活性差,复杂工况下性能也有可能不太稳定,往往不具备扩展性,硬件升级速度跟不上生产力的发展所以需要一个灵活的检测温度的系统。

故以虚拟仪器技术为核心,以图形化编程软件LabVIEW为软件开发平台,设计高精度的温度测量系统,其具有温度超出范围报警以及采取对应变温措施等功能。

目前国内温度测量系统均以硬件为主,可扩展性较差。

针对现有的温度测量系统,本文采用虚拟仪器技术,通过LabVIEW设计了温度测量系统,大大降低了开发成本.并为后期功能扩展提供了很大的灵活1生。

一、系统整体设计温度测量系统整体设计如图l所示,主要包括温度传感器、数据采集卡和Lab VIEW软件开发平台组成。

本系统温度传感器选择铂热电阻,其具有电阻率较高、易于提纯、复制性好、易加工等特性。

二、系统硬件设计硬件部分利用传感器及其信号调理电路,通过数据采集卡进行模数转换,再经USB接口将数据导入计算机中。

(一)温度传感器本文选用的铂热电阻是工业测量中低温区应用最多的温度传感器,其铂的物理化学1生能非常稳定,抗氧化能力强,测温区间内(12000C以下)均可保持优良特性。

(完整word版)传感器课程设计(基于labview的pt100温度测量系统)

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目录第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (4)第一节 PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节 TL431简介 (8)第三章软件设计 (9)第一节软件的流程图 (9)第二节部分设计模块 (10)总结 (11)参考文献 (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类,前者是让温度传感器直接与待测物体接触,而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离,检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的.在接触式和非接触式两大类温度传感器中,相比运用多的是接触式传感器,非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用,目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器,其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。

热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类,前者简称热电阻,后者简称热敏电阻。

常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等,它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等,常用的热电阻如PT100、PT1000等.近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器,如DALLAS公司DS18B20,MAXIM公司的MAX6576、MAX6577,ADI公司的AD7416等,这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单,如DS18B20该温度传感器为单总线技术,MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出,其本质均为数字输出,而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线,这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便,但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55~+125℃,而且温度的测量精度都不高,好的才±0.5℃,一般有±2℃左右,因此在高精度的场合不太满足用户的需要.热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器,它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。

基于PT100传感器的温度测量系统的设计

基于PT100传感器的温度测量系统的设计
图3.3 液晶串行发送一个字节数据时序
程序如下
void LCD_WriteByte(BYTE bt)//写单字节函数
{
char i;
SCLK = 0;
for (i=0;i<8;i++)//下降沿串行发送8位数据
{
bt <<= 1;
SDIN = CY;
SCLK = 1;
SCLK = 0;
}
}
void LCD_WriteCmd(BYTE x)// 写命令函数
设计时间
第一周
查找相关资料,制定设计方案,画出电路图,根据电路图进行电路板的焊接及检测
2012.3.5

2012.3.11
第二周
找相关资料,编写软件程序,进查行调试并完成功能
2012.3.12

2012.3.18
第三周
撰写并修改设计论文,直至完成
2012.3.19

2012.3.25
五、指导教师评语及学生成绩
图2.1系统结构框图
2.2
PT100传感器,是一种以铂(Pt)作成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,可以工作在 -200℃ 至 650℃ 的范围,其电阻和温度变化的关系式如下:
R=Ro(1+αT)
其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度。
PT100温度传感器测量范围广,偏差小,响应时间短,还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点,得到了广泛的应用,本设计采用PT100作为温度传感器。
在离散数据的基础上插补连续函数,使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点。插值是离散函数逼近的重要方法,利用它可通过函数在有限个点处的取值状况,估算出函数在其它点的近似值。

基于labview的温度监测系统设计任务书

基于labview的温度监测系统设计任务书

基于labview的温度监测系统设计任务书一、项目背景随着工业和生活水平的提高,对温度监测系统的需求日益增加。

温度监测系统是通过传感器对环境或物体的温度进行实时监测、采集和处理,以达到控制、报警、记录或调节的目的。

本项目旨在设计一套基于LabVIEW的温度监测系统,能够实现高精度、高稳定性的温度监测,并具有数据可视化、报警提示、远程监测等功能。

二、项目目标1.设计一套温度监测系统,能够实现对环境或物体的温度进行实时监测、采集、处理和显示。

2.实现对温度数据的实时监测和记录,能够生成温度曲线图,并具有数据查询、导出、打印等功能。

3.实现对温度数据的报警处理,能够根据设定的温度阈值进行报警提示,并具有报警记录和处理功能。

4.设计一套用户界面友好、操作简便的温度监测系统,能够实现远程监控和操作。

三、系统总体设计1.系统硬件设计:包括传感器、数据采集模块、数据处理模块、显示模块等。

2.系统软件设计:采用LabVIEW软件进行开发,包括数据采集、数据处理、数据显示、报警处理、远程监控等功能的实现。

3.用户界面设计:设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统,包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置等功能。

四、具体实施方案1.系统硬件设计:选择高精度、高稳定性的温度传感器,并通过数据采集模块进行数据采集和处理;数据采集模块采用高速ADC进行温度数据转换,并通过数据处理模块进行数据存储和处理;显示模块采用高清晰度显示屏进行温度数据的显示。

2.系统软件设计:采用LabVIEW软件进行开发,包括数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、报警处理模块和远程监控模块等功能的实现;利用LabVIEW的图形化编程和数据可视化功能,实现对温度数据的实时监测、记录、显示和分析。

3.用户界面设计:设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统,包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置、远程监控等功能的实现;实现对温度数据的可视化和直观显示,使用户能够方便地进行操作和管理。

课程设计(论文)-基于Labview的智能温度计设计

课程设计(论文)-基于Labview的智能温度计设计

北京理工大学设计报告报告名称基于Labview的智能温度计设计学院/专业生命学院/生物医学工程班级16131401班成员1 成员2任课老师2016年11月10日目录一、前言 (3)二、系统设计目标 (3)三、人员分工 (4)四、实验硬件 (4)(1)硬件设备 (4)(2)硬件结构图 (4)五、各子模块的设计 (4)(1)数据采集及换算部分 (5)(2)曲线拟合部分 (6)(3)清零部分 (6)(4)判断是否发烧部分 (7)(4)发烧报警程序 (8)五、系统测试 (8)(1),数据采集模块调试 (8)(2),判断是否发烧模块调试 (8)(3),发烧报警模块调试 (9)(4),整体程序调试 (9)(5)调试中出现的问题 (10)六、程序分析 (10)七、改进方向 (10)八、结论 (11)基于Labview的智能体温计设计一、前言Labview是一款程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是Labview与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而Labview使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。

Labview是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。

传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序,而Labview采用数据流编程方式,程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。

VI指虚拟仪器,是Labview的程序模块。

Labview提供很多外观与传统仪器类似的控件,可用来方便地创建用户界面。

用户界面在Labview中被称为前面板。

使用图标和连线,可以通过编程对前面板上的对象进行控制。

这就是图形化源代码,又称G代码。

Labview的图形化源代码在某种程度上类似于流程图,因此又被称作程序框图代码。

二、系统设计目标因此,我们的设计目标是设计一个智能体温计,它通过前面板指示灯的亮或灭显示是否发烧,并在发烧的情况下发出报警声,在温度明显不符合体温范围时报错。

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目录第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (4)第一节PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节TL431简介 (8)第三章软件设计 (9)第一节软件的流程图 (9)第二节部分设计模块 (10)总结 (11)参考文献 (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类,前者是让温度传感器直接与待测物体接触,而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离,检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的。

在接触式和非接触式两大类温度传感器中,相比运用多的是接触式传感器,非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用,目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器,其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。

热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类,前者简称热电阻,后者简称热敏电阻。

常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等,它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等,常用的热电阻如PT100、PT1000等。

近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器,如DALLAS公司DS18B20,MAXIM公司的MAX6576、MAX6577,ADI公司的AD7416等,这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单,如DS18B20该温度传感器为单总线技术,MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出,其本质均为数字输出,而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线,这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便,但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55~+125℃,而且温度的测量精度都不高,好的才±0.5℃,一般有±2℃左右,因此在高精度的场合不太满足用户的需要。

热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器,它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。

常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等,各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。

热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。

非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低,这种测温方法可避免与高温被测体接触,测温不破坏温度场,测温范围宽,精度高,反应速度快,既可测近距离小目标的温度,又可测远距离大面积目标的温度。

目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵,二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题,而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。

由于本设计的任务是要求测量的范围为0℃~100℃,测量的分辨率为±0.1℃,综合价格以及后续的电路,决定采用线性度相对较好的PT100作为本课题的温度传感器,具体的型号为WZP型铂电阻,该传感器的测温范围从-200℃~+650℃。

具体在0℃~100℃的分度特性表见附录A所示。

第二节方案论证温度测量的方案有很多种,可以采用传统的分立式传感器、模拟集成传感器以及新兴的智能型传感器。

方案一:采用模拟分立元件如电容、电感或晶体管等非线形元件,该方案设计电路简单易懂,操作简单,且价格便宜,但采用分立元件分散性大,不便于集成数字化,而且测量误差大。

方案二:采用温度传感器通过温度传感器采集温度信号,经信号放大器放大后,送到A/D转换芯片,将模拟量转化为数字量,通过labview显示。

热电阻也是最常用的一种温度传感器。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定,使用方便,测量范围为-200℃~650℃,完全满足要求,考虑到铂电阻的测量精确度是最高的,所以我们设计最终选择铂电阻PT100作为传感器。

该方案采用热电阻PT100做为温度传感器、AD620作为信号放大器,TLC2543作为A/D 转换部件,对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。

相对与方案一,在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升。

在这里我选用方案二完成本次设计。

第三节系统的工作原理测温的模拟电路是把当前PT100热电阻传感器的电阻值,转换为容易测量的电压值,经过放大器放大信号后送给虚拟仪器实验室的PCI-6251数据采集卡,再通过虚拟仪器把当前的电压值转变成温度第四节系统框图本设计系统主要包括温度信号采集单元,数据处理单元,时间、温度显示单元。

其中温度信号的数据采集单元部分包括温度传感器、温度信号的获取电路(采样)、放大电路。

系统的总结构框图所示。

第二章硬件设计第一节 PT100传感器特性和测温原理电阻式温度传感器(RTD, Resistance Temperature Detector)是指一种物质材料作成的电阻,它会随温度的改变而改变电阻值。

PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示:在0~650℃范围内:Rt =R0 (1+At+Bt2)在-200~0℃范围内:Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)式中A、B、C 为常数,A=3.96847×10-3;B=-5.847×10-7;C=-4.22×10-12;由于它的电阻—温度关系的线性度非常好,因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT)其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度,因此铂做成的电阻式温度传感器,又称为PT100。

PT100温度传感器的测量范围广:-200℃~+650℃,偏差小,响应时间短,还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点,其得到了广泛的应用,本设计即采用PT100作为温度传感器。

主要技术指标:1. 测温范围:-200~650摄氏度;2. 测温精度:0.1摄氏度;3. 稳定性:0.1摄氏度Pt100 是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。

采用Pt100 测量温度一般有两种方案:方案一:设计一个恒流源通过Pt100 热电阻,通过检测Pt100 上电压的变化来换算出温度。

方案二:采用惠斯顿电桥,电桥的四个电阻中三个是恒定的,另一个用Pt100 热电阻,当Pt100电阻值变化时,测试端产生一个电势差,由此电势差换算出温度。

两种方案的区别只在于信号获取电路的不同,其原理上基本一致。

第二节信号调理电路调理电路的作用是将来自于现场传感器的信号变换成前向通道中A/D转换器能识别的信号,作为本系统,由于温度传感器是热电阻PT100,因此调理电路完成的是怎样将与温度有关的电阻信号变换成能被A/D转换器接受的电压信号。

第三节恒流源电路从上述关于PT100传感器测温原理可知,由PT100构成信号的获取电路常用的方法有2种,一种是构成的十分常见的电桥电路,当然,在本系统中,考虑成本的问题,一般采用单臂桥;还有一种是运用恒流源电路,将恒流源通过温度传感器,温度传感器两端的电压即反映温度的变化。

上述两种电路的结构形式见图2-1所示。

A图单臂桥式 B图恒流源式图2-1 两种信号获取的结构电路硬件电路如图所示图2-2 硬件电路图第四节TL431主要参数简介TL431是一种并联稳压集成电路。

因其性能好、价格低,因此广泛应用在各种电源电路中。

其封装形式与塑封三极管9013等相同,如图a所示。

同类产品还有图b所示的双直插外形的。

三端可调分流基准源可编程输出电压:2.5V~36V电压参考误差:±0.4% ,典型值@25℃(TL431B)低动态输出阻抗:0.22Ω(典型值)等效全范围温度系数:50 ppm/℃(典型值)温度补偿操作全额定工作温度范围稳压值送从2.5--36V连续可调,参考电压原误差+-1.0%,低动态输出电阻,典型值为0.22欧姆,输出电流1.0--100毫安。

全温度范围内温度特性平坦,典型值为50ppm,低输出电压噪声。

封装:TO-92,PDIP-8,Micro-8,SOIC-8,SOT-23最大输入电压为37V最大工作电流150mA内基准电压为2.5V输出电压范围为2.5~36V替换型号及应用领域:ZTL431AH6TAZTL431ASE5TAZTL431BH6TAZTL431BZTAZTL431BCSTZZTL431BE5TAUTCTL431LZTL431BFFTA应用领域::电平值转换内部结构图cTL431的具体功能可以用图c的功能模块示意。

由图可以看到,VI是一个内部的2.5V 的基准源,接在运放的反向输入端。

由运放的特性可知,只有当REF端(同向端)的电压非常接近VI(2.5V)时,三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过,而且随着REF端电压的微小变化,通过三极管图1的电流将从1到100mA变化。

当然,该图绝不是TL431的实际内部结构,但可用于分析理解电路。

第三章软件设计软件设计部分在labview上完成,前面板如图所示,对温度进行实时采集图3-1 采集显示前面板Vi子程序部分图3-2 Vi程序结论本温度测量系统设计,是采用PT100温度传感器经过放大和A/D转换器送到单片机进行控制温度显示和时间显示。

另外本系统还可以通过外接电路扩展实现温度报警功能,从而更好的实现温度现场的实时控制。

经过多次的修改和调试测量,本设计基本符合设计要求,由于受人为因素和软硬件的限制,系统难免不了带来一些误差,但通过调节和精确计算可以减小误差。

通过本次温度测量系统的设计,我对温度测量控制有了进一步的熟悉和更深入的学习。

在整个设计的过程中,本设计的重点和难点是:怎样将PT100热电阻的非电量信号转换为能识别的电量信号,其中的信号如何放大及放大倍数的确定等等。

-这次毕业设计从一开始的课题确定,到后来的资料查找、理论学习,再有就是近来的调试和测试过程,这一切都使我的理论知识和动手能力进一步得到提升。

在画原理图、电路仿真和调试过程中不可避免地遇到各种问题,这要求保持沉着冷静,联系书本理论知识积极地思考,实在解决不了时候可以请教同学或指导老师。

虽然在制作过程中不可避免地遇到很多问题,但是最后还是在老师以及同学的帮助下圆满解决了这些问题,实现了整个系统设计与最后调试,相关指标达到预期的要求,很好地完成了本次设计任务。

通过本次毕业设计,我了解并掌握了一些传感器和labview的基本理论知识。

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