传感器课程设计报告
温湿度传感器专业课程设计方案报告

温湿度传感器专业课程设计方案报告
设计目标:
本课程设计旨在使学生了解温湿度传感器的原理、应用和制作过程,培养学生的实践能力和创新意识,使其能够设计和制作出实际应用的温湿度传感器。
设计内容:
1. 温湿度传感器的原理和分类:介绍温湿度传感器的基本原理和常见的分类,包括电阻式、电容式、半导体式等。
2. 温湿度传感器的应用:介绍温湿度传感器在实际应用中的广泛应用,包括气象、农业、环境监测等领域。
3. 温湿度传感器的制作:学生通过实验和实践操作,学习温湿度传感器的制作过程,包括选择传感元件、设计电路和调试等。
4. 温湿度传感器的性能测试:学生通过实验测试,了解温
湿度传感器的性能指标,如准确度、灵敏度、响应时间等。
5. 温湿度传感器的应用案例分析:学生通过分析实际案例,了解温湿度传感器在不同应用场景中的设计和优化方法。
6. 温湿度传感器的未来发展:介绍温湿度传感器的未来发
展趋势,包括新材料、新工艺和新技术的应用。
设计方法:
本课程设计采用理论教学和实践操作相结合的方法,通过
教师讲解、案例分析、实验演示和学生实践等方式进行教学。
评价方法:
本课程设计采用多种评价方法,包括实验报告、作业、考核和课堂参与等,综合评价学生的理论知识和实践能力。
教学资源:
本课程设计所需教学资源包括实验设备、教材、教具和实验材料等。
预期成果:
通过本课程设计的学习,学生能够掌握温湿度传感器的基本原理和分类,了解其应用领域和制作过程,具备设计和制作温湿度传感器的能力,并能够分析和优化传感器的性能。
传感器课程设计报告书

传感器课程设计报告书1.引言传感器是现代技术中的重要组成部分,广泛应用于工业自动化、农业、环境监测、医疗健康等领域。
对传感器进行深入的学习和探索,不仅可以加深对传感器原理的理解,还可以培养学生的实践能力和创新意识。
本课程设计旨在通过理论学习和实践操作,使学生掌握传感器的工作原理、应用范围以及设计方法。
2.课程目标1)理解传感器的基本原理和分类;2)掌握传感器的工作原理和相关参数;3)熟练掌握传感器的设计方法;4)能够利用传感器解决实际问题;5)培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.课程内容本课程包括以下几个模块的内容:3.1传感器概述介绍传感器的基本概念、分类和应用领域,让学生对传感器有一个整体的认识。
3.2传感器原理介绍常见传感器的工作原理,如光电传感器、压力传感器、温度传感器等,并通过实验让学生亲自操作传感器并观察输出结果。
3.3传感器参数介绍传感器的相关参数,如灵敏度、精度、线性度等,并通过实验让学生了解这些参数对传感器性能的影响。
3.4传感器设计方法介绍传感器的设计方法,包括传感器的选择、电路设计和信号处理等,并通过实验让学生进行传感器的设计。
3.5传感器应用实例介绍传感器在实际应用中的案例,并要求学生团队合作,选择一个具体的应用场景进行传感器设计和实现。
4.实践环节本课程注重实践操作,学生需在实验室完成一系列传感器实验,并完成一个小组项目。
实验内容包括传感器的基本操作、传感器参数的测量、传感器的校准和传感器的应用设计。
5.评分方式本课程的评分方式包括以下几个方面:1)平时成绩:包括实验操作、实验报告和实验讨论等。
2)项目成绩:根据小组项目的完成情况进行评分。
3)考试成绩:根据理论知识进行考核。
6.总结通过本课程的学习,学生不仅可以掌握传感器的基本原理和相关参数,还能够熟练运用传感器解决实际问题。
同时,课程设计还培养了学生的实践能力和创新意识,为其今后从事相关领域的工作打下了坚实的基础。
传感器实验课程设计

传感器实验课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解传感器的定义、分类和工作原理;2. 学生能够掌握常见传感器(如温度传感器、光敏传感器、压力传感器等)的使用方法和应用场景;3. 学生能够了解传感器在智能控制系统中的作用和重要性。
技能目标:1. 学生能够正确使用传感器进行实验操作,并熟练读取、分析实验数据;2. 学生能够运用所学知识,设计简单的传感器控制系统,解决实际问题;3. 学生能够通过实验,培养观察、分析、解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到传感器技术在现实生活中的广泛应用,增强对科学的兴趣和好奇心;2. 学生能够通过实验,培养合作、探究、创新的精神,提高自主学习能力;3. 学生能够关注传感器技术的发展,意识到科技对社会进步的重要影响,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为实验课程,注重理论与实践相结合,培养学生的动手操作能力和创新思维。
学生特点:初中生,对新鲜事物充满好奇,具有一定的认知能力和动手能力,但需引导和激发。
教学要求:教师应充分准备实验器材,确保实验安全;注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践能力。
同时,关注学生的个体差异,给予个性化指导。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材相关章节,组织以下教学内容:1. 传感器基础知识:- 传感器的定义、分类和工作原理;- 常见传感器(温度传感器、光敏传感器、压力传感器等)的原理及特点。
2. 传感器实验操作:- 实验器材的认识与使用方法;- 传感器实验操作步骤及注意事项;- 实验数据的读取、记录与分析。
3. 传感器应用案例:- 温度传感器在智能家居中的应用;- 光敏传感器在自动照明系统中的应用;- 压力传感器在工业生产中的应用。
4. 传感器控制系统设计:- 简单传感器控制系统的设计原理;- 控制系统的搭建与调试;- 解决实际问题的方法与技巧。
传感器的课课程设计

传感器的课课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握传感器的基本概念、原理和应用,能够理解不同类型传感器的特点和作用,并能够运用传感器进行简单的实验和应用设计。
具体来说,知识目标包括:1.了解传感器的基本概念、原理和分类。
2.掌握常见传感器的特点、工作原理和应用领域。
3.理解传感器在现代科技中的重要性及其发展趋势。
技能目标包括:1.能够运用传感器进行简单的实验和应用设计。
2.能够分析传感器输出信号的特点,并进行相应的处理和分析。
3.能够结合其他电子元件,设计简单的传感器应用系统。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生对科学探究的兴趣和热情,提高学生的创新意识。
2.培养学生团队合作精神,提高学生解决实际问题的能力。
3.培养学生关注现代科技发展,增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括传感器的基本概念、原理和分类,以及常见传感器的特点、工作原理和应用领域。
具体安排如下:1.传感器的基本概念、原理和分类:介绍传感器的定义、作用、基本原理和分类方法。
2.常见传感器的特点、工作原理和应用领域:介绍温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等常见传感器的特点、工作原理和应用领域。
3.传感器在现代科技中的重要性及其发展趋势:分析传感器在现代科技中的重要作用,介绍传感器的发展趋势和前景。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:通过讲解传感器的基本概念、原理和分类,使学生掌握传感器的基本知识。
2.讨论法:学生分组讨论常见传感器的特点、工作原理和应用领域,促进学生思考和交流。
3.案例分析法:分析实际应用中的传感器案例,使学生更好地理解传感器的工作原理和应用价值。
4.实验法:安排学生进行传感器实验,培养学生的动手能力,提高学生对传感器应用的深入理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用符合教学目标的传感器教材,为学生提供系统、科学的学习材料。
(2023)传感器课程设计报告(一)

(2023)传感器课程设计报告(一)传感器课程设计报告1. 简介该课程设计旨在培养学生对于传感器的基本认知与应用能力,涉及传感器设计、传感器信号处理、传感器系统及实际应用等方面的内容。
2. 课程教学目标•理解传感器的基本原理与分类•掌握传感器信号处理的基本方法•能够设计通用的传感器系统•熟悉传感器在实际应用中的特点与限制3. 课程安排1.传感器概述–传感器的定义与分类–传感器的主要特征与基本参数2.传感器工作原理–压阻、电容、电感式传感器等–传感器的输出信号与特性曲线3.信号处理–模拟信号处理方法与技术–数字信号处理方法与技术4.传感器系统设计–传感器系统框图与接口设计–传感器信号调理、放大与滤波设计5.传感器实际应用–传感器应用案例分析–传感器应用中的特点与限制6.课程总结–课程内容回顾与总结–学生课程设计汇报4. 教学方法本课程将采用理论授课与实践操作相结合的方式进行,以案例分析为主线,加强学生的实践能力与创新意识,充分发挥教师的指导作用,激发学生的学习兴趣。
5. 教材参考1.《传感器技术及应用(第3版)》2.《传感器技术手册》3.《传感器开发实战指南》6. 实验设备与器材1.压阻式传感器实验箱2.电容式传感器实验箱3.数字信号调理电路板4.传感器信号放大器电路板5.嵌入式系统开发板7. 课程评估1.学生课堂发言与思考能力2.课程设计报告书的撰写与课程设计成果3.实践操作与结果分析4.期末考试成绩8. 结语传感器是现代信息技术与智能制造的重要组成部分,具有广泛的应用前景与目标市场。
本课程旨在培养学生对于传感器原理、信号处理、系统设计及应用等方面的综合能力,为学生的职业发展打下坚实基础。
9. 总结本文介绍了2023年传感器课程设计报告,该课程设计旨在培养学生对传感器原理、信号处理、系统设计及应用等方面的综合能力。
该课程设计涉及传感器概述、工作原理、信号处理、系统设计与实际应用等方面的内容,采用理论授课与实践操作相结合的方式进行。
传感器课设报告

传感器课设报告在当今社会,传感器技术已经成为了现代科技发展的重要组成部分。
传感器的应用范围非常广泛,从工业生产到日常生活中都有着重要的作用。
因此,对传感器技术进行深入的研究和学习是非常有意义的。
在传感器课设报告中,我们将着重介绍以下几个方面:传感器的基本原理、传感器的应用以及传感器在未来的发展趋势。
首先,我们将介绍传感器的基本原理。
传感器是一种能够将非电信号转换为电信号的装置。
传感器的基本原理就是利用某种物理效应或化学效应来检测被测量的物理量,并将其转换为电信号。
不同类型的传感器有着不同的工作原理,比如压力传感器是根据力的大小来检测压力的变化,光敏传感器则是利用光电效应来检测光照强度的变化。
其次,我们将介绍传感器的应用。
传感器的应用非常广泛,包括但不限于工业控制、环境监测、医疗诊断、智能家居等领域。
例如,温度传感器可以用于监测工业生产中的温度变化,光敏传感器可以用于智能家居系统中的光照控制。
传感器的应用不仅提高了生产效率,也为人们的生活带来了极大的便利。
最后,我们将介绍传感器在未来的发展趋势。
随着科技的不断进步,传感器技术也在不断发展。
未来,传感器将更加智能化、多功能化和微型化。
同时,传感器与人工智能、大数据等新兴科技的结合也将给传感器技术带来新的发展机遇。
我们期待着未来传感器技术的进一步突破和创新。
通过这次传感器课设报告,我们对传感器技术有了更深入的了解。
传感器技术的发展不仅对科技行业有着重要的意义,也为人们的生活带来了更多的便利。
我们相信,随着传感器技术的不断发展,它将在更多领域发挥作用,为人类社会的发展做出更大的贡献。
传感器课程设计报告-V1

传感器课程设计报告-V1本文将以传感器课程设计报告为基础,重新整理并撰写一篇有关传感器课程设计的文章。
通过逻辑清晰,条理分明,结构合理的分点分布排序,来展现传感器课程设计的要素与精髓。
1. 课程背景介绍课程背景介绍部分,需要明确介绍传感器课程设计的背景和目的。
课程的设计目的是什么?主要对象又是谁?教学方法和手段将如何进行?这是需要明确回答的问题。
2. 课程设计的核心要素在设计传感器课程时,需要考虑的核心要素主要包括:2.1 课程结构与布局课程结构与布局部分,需要考虑格式的统一和设计风格的整齐。
正确的课程布局需要坚持模块化和层次分明的原则。
同时,课程结构需要简单清晰,不断更新学生的信息认知,使他们能够不断进步。
2.2 实践教学在传感器课程中,实践教学具有很重要的意义。
在实践教学环节,学生可以将理论知识应用于实际操作,提高他们的动手能力和解决问题能力。
因此,实验设计和实践性操作是非常重要的课程组成部分。
2.3 课程评估课程评估的过程需要不断的提高,以提高教学效果和教学经验。
课程评估可以分为预测性评估、形成性评估和终极性评估。
在教学过程中,每个环节都需要进行定期评估,并且根据评估结果进行相应的教学调整。
3. 课程设计的实施方式3.1 系统化教学在传感器课程中,需要根据科学的系统化教学理论,按照任务型学习的理念进行教学设计。
任务型学习需要学生们通过自主学习、小组合作、实验操作等多种方法,解决遇到的问题和挑战。
3.2 创造性教学在传感器课程设计中,需要考虑到创造性教学的方法。
深度学习和创造性教育可以帮助学生们在课程中发挥创造力,提高他们的自主学习能力和创造性思考能力。
4. 总结通过本文的重新整理,我们得出了传感器课程设计的核心要素和实施方式。
以课程结构、实践教学、课程评估、评估方式四个部分,简明扼要地阐述了传感器课程设计的关键点,并提供了一些实用的建议和方法,帮助读者更好地理解和实践传感器课程设计。
传感器课程设计报告任务书

课题一:温度测量控制系统一.任务使用PT100温度传感器〔电阻值随温度变化〕,设计传感器放大电路,将传感器的电阻值转变为0~5V电压信号,将温度值显示出来。
再设计控制电路,控制一个300W电热杯温度,使其能够稳定在设定的温度值。
二.设计提示设计开场先查阅相关资料,如元器件资料、方案选择等,可以使用单片机方案,也可以使用模拟电路方案,设计电路时注意强电和弱电之间的隔离。
三.具体要求1.设计以测量显示局部电路为主;2.要绘制原理框图;3.绘制原理电路;4.要有必要的计算及元件选择说明;5.设计说明书格式规,层次合理,重点突出。
课题二:液位测量控制系统一.任务使用电容式液位传感器,设计传感器放大电路,将液位信号转变为标准电信号,将液位值显示出来〔液位高度2.5米,显示精度1厘米〕。
再设计控制电路,控制料罐的进口阀门开度,使其能够稳定在设定的高度值。
二.设计提示可以使用单片机方案,也可以使用模拟电路方案,还可以使用PLC方案〔传感器电路要自己设计〕,设计电路参考右图。
三.具体要求1.设计以测量显示局部电路为主;2.要绘制原理框图;3.绘制原理电路;5.设计说明书格式规,层次合理,重点突出。
课题三:强度测量显示电路一.任务使用光敏电阻、光敏三极管或光敏二极管传感器〔任选一种〕,设计传感器放大电路,将太的强弱转变电信号,并将光亮强度值显示出来。
二.设计提示设计开场先查阅相关资料,如元器件资料、方案选择等,可以使用单片机方案,也可以使用模拟电路方案,设计显示电路时注意按照国标显示,并有相应的手动校正电路。
三.具体要求1.设计以测量显示局部电路为主;2.要绘制原理框图;3.绘制原理电路;4.要有必要的计算及元件选择说明;5.设计说明书格式规,层次合理,重点突出。
课题四:电子秤电路设计一.任务使用称重传感器,设计一台电子称电路,可称重10千克,精度10克,。
二.设计提示设计开场先查阅相关资料,如元器件资料、方案选择等,可以使用单片机方案,也可以使用模拟电路方案,设计显示电路时显示**.**千克,并有相应的手动校正电路。
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齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩课程名称传感器课程设计指导教师孙凯院(系)电气学院专业班级测控13-2学生姓名吴海旺学号 201302051056 设计日期 2016.3.4 课程设计题目热电偶温度变送器课程设计一、主要内容设计一个带冷端补偿的温度变送器。
其中我们用K型热电偶作为感温元件,用100Gu作为冷端的自动补偿电路的元件,使冷端工作在一个易于计算的环境下,用XTR101把传感器的电压信号放大并自动地变换成标准电流信号。
并通过对输出电压的测量实现对温度的测量。
二、基本要求(1)设计测量温度范围-100~500°C的热电偶传感器。
(2)选用合适的热电偶材料,设计测温电路,冷端补偿电路,解决非线性化等问题。
(3)有电路图(protel绘制),选型与有关计算,精度分析等。
(4)采用实验室现成的热电偶进行调试。
(5)完整的实验报告。
三、主要参考资料:赵广林. protel99电路设计与制版.北京:电子工业出版社,2005程德福,王君.传感器原理及应用.北京:机械工业出版社,2007目录一、设计目的 (3)二、课程设计的任务要求 (3)三、课程设计的基本原理 (3)1、热电偶测温原理 (3)2、变送器原理框图 (4)四、课程设计的主要内容 (4)1、热电偶的选择 (5)2、设计构架 (5)3、具体电路的设计 (7)五、课程设计的心得与体会 (12)六、参考文献 (13)七、附图热电偶测温电路 (14)热电偶温度变送器设计一、课程设计的目的1、掌握热电偶的结构、工作原理及正确选择。
2、了解变普通送器的结构及简单应用。
3、通过设计增加对所学知识的灵活掌握和综合应用能力。
二、课程设计的任务要求任务要求:(1)设计测量温度范围-100~500℃的热电偶传感器(2)选用合适的热电偶材料,设计测温电路,冷端补偿电路,解决非线性化等问题(3)有电路图(PROTEL绘制),选型与有关计算,精度分析等(4)采用实验室现成的热电偶进行调试三、课程设计的基本原理1、热电偶测温原理:下图为热电偶测温原理图,热电偶的热端与被测物体接线,温度为t。
电偶是一种感温元件,是一种仪表。
它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势。
热电偶的冷端放在冰水混合液中,整个回路的电动势由右边的毫伏表读出,以此读数查表即可得热端被测物体的温度。
但测温方法有很多缺点,如冷锻必须为0℃,电路电动势为毫伏级,不易测量等,故设计500℃。
热电偶温度变送器。
该变送器将对冷端进行补偿,并将电动势值放大,其测温范围为-100℃~500℃2、变送器原理框图四、课程设计的主要内容1、热电偶的选择热电偶是工业上广泛使用的温度传感器,它最大的优势就在于温度测量范围极宽,理论上从-270℃的极低温度到2800℃的超高温度都可以测量,并且实际应用中在600℃-2000℃的温度范围内可以进行最精确的温度测量。
在化工、石油、电力、冶炼等行业的自动化控制系统中热电偶发挥着对温度的监控作用。
热电偶主要有以下几种标准化的型号:⑴(S型热电偶)铂铑10-铂热电偶⑵(R型热电偶)铂铑13-铂热电偶⑶(B型热电偶)铂铑30-铂铑6热电偶⑷(K型热电偶)镍铬-镍硅热电偶⑸(N型热电偶)镍铬硅-镍硅热电偶⑹(E型热电偶)镍铬-铜镍热电偶⑺(J型热电偶)铁-铜镍热电偶⑻(T型热电偶)铜-铜镍热电偶本次课程设计选用(K型热电偶)镍铬-镍硅热电偶,此热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。
正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200~1300℃。
其主要特点:(1)K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中。
广泛为用户所采用。
(2)K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛中。
2、设计构架齐鲁工业大学课程设计专用纸(附页)(1)设计要求整套系统要求在-100~500℃范围对应输出4mA~20mA的电流型温度变送器。
在实际的工业化需求中,往往需要设计为标准信号的变送器,以便与仪表和后续接口电路兼容。
在输出为模拟信号时,有电压型和电流型两种变送器。
电压型变送器的输出为0~5v,虽然其在信号处理方面具有优势,但抗干扰能力较差,在远距离传输时信号衰减大,而电流型变送器却在这方面独具优势。
因此在工业实践中得以广泛应用。
通常,电流型变送器有输出0~20mA和4~20mA两种。
对于输出0~20mA 的变送器,虽然电路调试及数据处理都比较简单。
但对于输出4~20mA 的变送器,能够在传感器线路不通时,通过是否能检测到正常范围内的电流,判断电路是否出现故障,因此使用更为普遍。
(2)电路功能【1】温度补偿当热电偶测温时,其冷端温度受环境变换影响较大,从而会影响最后测量的电信号。
为了能得到稳定的电信号,以便算出真实的待测温度,需要对热电偶的冷端进行温度偿。
(见图3)【2】信号的放大热电偶测温的原理是基于热电转换效应。
虽然它集放热、转换为一体,能直接实现温度到电压的输出,但输出幅度很微小。
如K型热电偶的灵敏度为0.04mv/℃。
因此,对其信号必须进行放大。
图3 补偿电路【3】主要器件A、热电偶作为感温元件,采集温度信号;B、铜电阻作为补偿电阻,补偿热电偶的冷端温度;C、XTR101为小信号处理专用芯片,将输入的微弱信号放大后便于远端传输;D、RL负载电阻,便于电信号的测量。
3、具体电路的设计(1)XTR101信号调理芯片为了得到稳定的4mA~20mA的输出电流,我们选用常用的信号放大芯片XTR101。
XTR101通用型变送器单片模块电路,可把传感器的电压信号自动地变换成标准电流信号。
内含一个高精度的仪表放大器、一个电压/电流变换器和二个相同的1mA精密恒流源基准。
该电路失调电压低,最大为30uV,漂移小,最大为0.75uV/℃,外接元件可适于远程信号传输变换和热电偶、电阻温度计、热敏电阻以及应变计电桥登多种工作状态的变送器电路。
实际应用时,应在输出端外加一个功率管,使工作时的热源外移,以保证其工作稳定性。
传感器的电压信号由3、4脚输入,5、6脚外接电阻Rs可以调节输出满幅度,1、2、14脚外接电位器组成出示调零电路,10、11脚分别输出两个1mA恒流,可以用于传感器供电,8脚接电源正端(也且是环流注入端),7脚通过负载电阻RL接电源负极(也是环流信号输出端),12、8、9可外接功率管。
XTR101两线制变送器的优点是抗干扰能力很强,长期运转导致的压降、电机噪音、继电器、电力拖动装置、电器开关、电流互感器和工作设备电源的频繁切换启动均无影响。
它的工作温度范围为-40℃至80℃。
XTR101芯片电路图如图4所示,R1=1k Ω,R2=52.6Ω,R3=R4=1.25kΩ,Rs为调增益的电阻要点分析【1】增益调节Rs为增益调节电阻,调节Rs可使输入电压Ein在从最小值变到最大值时使输出电流Io从4mA变到20mA。
即△I=16mA的输出电流。
需要注意的是:为使Io不超过20mA,当Rs=∞时,Ein不应超过1V,而当Rs减小时,Ein也应相应减小。
图4 XTR101信号调理芯片【2】输入偏置由于XTR101使用的是单电源,因此在正常工作时,信号输入端应加+5V左右的偏置电压。
该电压可利用2个内部参考电流源或其中之一通过一个电阻产生所需电压。
如图3中的R2。
由于2个输入端都存在直流偏压,这就相当于在放大器的输入端存在一个共模电压,XTR101的技术指标中已经包含了这部分误差。
【3】零点调整XTR101可以把任何范围(小于1v)的电压信号变换为4~20mA的输出电流,它的任务就是在输入电压最小时使输出电流为4mA,即零点调整,也就是使零点能够上下偏移。
可利用图4中的电阻R3和1mA的内部参考电流源在R3上所产生的压降V3来作为偏移电压进行零点调整。
即调节R3,让其在V3=(V3)min时,使:Ein=V4-(V3)min=0。
【4】温度补偿当热电偶测温时,其冷端温度受环境变换影响较大,从而会影响最后测量的电信号。
为了能得到稳定的电信号,以便算出真实的待测温度,需要对热电偶的冷端进行温度补偿。
我们选用铜电阻作为补偿元件,是因为它在常温下具有很好的稳定性。
设热电势为E(t,t0),若冷端温度t0变化t1后,热电势就变为E(t,t1),即△E=E(t,t0)-E(t,t1),铜电阻就是用于对随温度变化的△E 进行自动补偿。
将铜电阻和热电偶的冷端一同置于室内环境温度下,将热电偶放入冰水混合液中。
调节R3使输入电压为0mV,而在其后的各温度点进行测量时,不再调节R3,虽然环境温度会变化,对热电偶有影响,但铜电阻的阻值也会随环境温度的变化而变化,导致其两端的电压改变,这种变化的电压就是用于抵消热电偶受温度变化影响的电势,从而达到补偿目的。
我们选用分度号为100的铜电阻,即在0℃时的电阻为100Ω,在100℃时的电阻为142.80Ω,所以铜电阻的敏感系数为△R/△t=42.8Q/100℃,在温度为t时刻时,铜电阻的阻值Cut=100Ω+(42.8Ω/100℃)t。
各参数的选择计算【1】增益调节电阻齐鲁工业大学课程设计专用纸(附页)因为设计要求,选择温度范围:-100℃~500℃。
当t=500℃时,Io=20 mA,RL选510Ω,所以URL=10.2V,这就需要调节Rs,即调节增益电阻。
当温度为0℃时,热电偶电压E为0 mV,灵敏度为:0.053mV/℃。
当温度为-100℃时,Io=4mA,Ein=0mV;当温度为500℃时,Io=20mA,Ein=31.8mV。
根据公式(1-1):△Io=(40/Rs+0.016/Ω)△Ein又因为△Iomax=20mA-4mA=16mA,△Emax=31.8mV-0mV=31.8mV所以有16 mA=(40/Rs+0.016/Ω)31.8mV得Rs=77Ω【2】调零电阻和温度系数补偿电阻将热电偶的热端置于500℃的温度环境中,设此时环境温度为20℃。
由于热电偶的温度系数为0.053mv/℃,若其冷端感应的温度由20℃变化至100℃,则热电偶两端的电压由3.2 mV变化至0mV,电压差为3.2mv。
这个差值应由Cut100和R1的并联电阻两端电压自动补偿。
当冷端温度为20℃时,Cut100=100Ω+(42.8Ω/100℃)*20℃=108..56Ω。