电子线路课程设计 - 电流变送器
热电偶温度变送器课程设计
课程设计大纲学院名称课程名称开课教研室执笔人审定人修（制）订日期山东轻工业学院课程设计任务书一、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Gu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100XTR101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完成期限：自2010 年12 月27 日至2010年12 月31 日指导教师：教研室主任：目录一、设计目的目的 (4)二、课程设计的任务要求 (4)三、课程设计的基本原理 (4)1、热电偶测温原理 (4)2、变送器原理框图 (4)四、课程设计的主要内容 (5)1、热电偶的选择 (5)2、设计构架 (6)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 (12)附图 PCB布线图 (13)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。
电子电路课程实训心得体会
电子电路课程实训心得体会电子电路课程实训心得体会当我们经过反思，对生活有了新的看法时，写心得体会是一个不错的选择，这样可以帮助我们总结以往思想、工作和学习。
很多人都十分头疼怎么写一篇精彩的心得体会，下面是小编整理的电子电路课程实训心得体会，仅供参考，大家一起来看看吧。
电子电路课程实训心得体会1通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
过而能改，善莫大焉。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。
在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。
同时，设计让我感触很深。
使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方法；以及如何提高电路的性能等等，掌握了焊接的方法和技术，通过查询资料，也了解了收音机的构造及原理。
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
【系统】课程设计论文烤箱连续温度控制系统
【关键字】系统目录烤箱连续温度控制系统摘要自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着电力电子和单片机技术的飞速发展，通过芯片对被控东西进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
随着国民经济的发展，人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。
采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
温度是工业东西中的一个重要的被控参数。
然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。
因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。
传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求。
近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。
这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。
本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。
静态控制精度可以达到2.43℃。
本设计主要有四部分组成：（1）单片机控制器设计；（2）电力电子控制装置；（3）温度检测变送部分1设计概述1.1任务分析电烤箱是一种应用广泛的食品加工设备.电烤箱本身是个热容系统,具有大纯滞后和大惯性;由于家用烤箱的外壳很薄,封闭性不好,与环境温差越大散热越快,具有非线性;同时东西的参数还受箱内食品种类和数量的影响。
电阻炉是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化工件和物料的热加工设备。
电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成。
炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。
电气控制系统包括电子线路、微机控制、仪表显示及电气部件等。
电气控制与PLC课程设计(水塔水位PLC自动控制系统)
辽宁工程技术大学电气控制技术与PLC 课程设计设计题目水塔水位PLC自动控制系统指导教师院（系、部）电气与控制工程学院专业班级学号姓名日期电气控制技术与PLC课程设计任务书摘要随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位目录1概论 .................................. 错误！未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介............... 错误！未定义书签。
1.2 PLC的工作原理.................... 错误！未定义书签。
1.3 PLC的特点 ....................... 错误！未定义书签。
1.4 PLC的选择 ....................... 错误！未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计.......... 错误！未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计.......... 错误！未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求.......... 错误！未定义书签。
电子线路课程设计电流变送器
电子线路课程设计---电流变送器大连海事大学电子线路课程设计题目：电流变送器设计专业班级：姓名：学号：指导老师：时间：一.内容摘要设某种测温电阻在温度从0℃~1000℃变化时，电阻值从0Ω变化到1kΩ，在试验中因无法提供测温电阻，故用一个1~1kΩ的滑动变阻器代替，并设计一个测量电路，将电阻的变化通过运算放大器将其转化为4~20mA的电流并将其变化并输给负载电阻。
由于实验室只提供LM324N，则实验电路及仿真电路使用的为运放LM324N。
LM324芯片的技术资料和使用方式均来自中文资料相关手册。
二.设计任务与技术指标1. 设计要求：①熟悉电路的工作原理。
②运放器件指定为LM324，要求通过查阅手册获得器件参数。
③负载电阻要求一段接地。
电流的变化与电阻的变化成正比。
④根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
⑤画出电路原理图。
⑥计算机仿真。
2. 技术指标：①电阻变化量：0.0Ω~1.0kΩ②电流输出：4.0~20mA③负载阻抗：≤200Ω④电源电压：DC +(-)12V范围内任选三.电路原理及设计方案选择1.设计方案选择温度电流变送器及将温感元件因温度变化而产生的微弱的电流信号变换为工业控制系统中通用的标准电流4~20mA信号。
而在此次的实验设计中，将使用0~1kΩ的滑动变阻器来代替实验所用的温感电阻。
原理图如图1-1.通过查询资料，得到了两个可以得到电压转换为电流的方案，其一为上图，及R6，R7成固定的等比例，即可使输出端的电流正比于输出电压，而方案二为使用了两个晶体三极管来实现的。
为了使实验设计简单明了并方便实物连线操作，在此本人选择了第一套方案，及如图所示。
2.电路原理第一个运算放大器U1A将温度电阻(滑动变阻器)Rt1阻值的变化转化为电压的变化，且由LM324的技术资料中得知，使其Vo1的电压值为1~5V最佳。
若将输入电压定位-1V，通过公式Vo1=Vi*(1+Rt/R1) (1)则可以求得R1的阻值为250Ω。
数字仪表及常用电量变送器
欧姆表中电阻欧姆值/电压变换电路如图所示，图中A点
为虚地，从图中可推出
U X I X RX I1RX
Ui I1R1ຫໍສະໝຸດ A U X I1RX RX
Ui
I1R1
R1
UX
AUi
RX R1
U1
RX
R1 Ui
U
X
上式表示，在上图比例运算电路中，输出电压与输入电 压之比等于电阻与之比。如果 R1 Ui 为已知，可以从测定 的电压值 U X 求得被测电阻值。
4~20mA
电能计算值或脉冲
1、交流电流变送器/电压变送器
• 将被测交流电流（电压）转换成按线性比例输出 的直流电流或电压
• 优点： ◇温度特性优良、长期工作稳定 ◇集成化程度高，以单片机为核心，内置A/D转换，
准确度高，线性度高 ◇结构简单，有良好的性价比
工作原理
信号输入隔离
电量转换电路
输入
输出电路 输出
变送器 项目
输入
电压变送器 电压：0~120V
电流变送器 电流：0~5A
功率变送器 电能变送器
电压：0~120V 电流：0~5A
0~1A
电压：0~120V 电流：0~5A
0~1A
输出
电压：0~5V 电流：0~1mA
4~20mA 电压：0~5V，(-5,5)V 电流：0~1mA，(-1,1)mA
4~20mA 电压：0~5V 电流：0~1mA
电压桩 电
地网电阻 流 桩
工作过程
• 接通电源→ → → → →变频电源供电→ → → → →自动调整合适的电压使测试电流达到设定值→ → → → →自动选择并切换量程→ → → → →傅 立叶变换滤波去掉干扰→ → → → →分离出信号 基波→ → → → →对测试电流和测试电压进行矢 量计算（实部计算电阻值，虚部计算电抗值） → → → → →结果显示在LCD显示屏
变送器
RMT Training - 05 /98
智能变送器是怎样工作的 ?
传感器模块
PV 传感器 区 mV/uF 存储: •校正系数 • 模块信息
9
电子线路 + 存储
电缆连接
数字; PV +
A/D Term. Temp Values
数字; 修正PV Value
4-20 mA & 数字通信 信号
压力传感 Transducer 器 信号调节
电容信号 / mV Signal
零点
标准输出信 号
量程
Eg).
RMT Training - 05 /98
输出 = 4-20 mA 电流信号 only
Level 1 - Transmitter
模拟变送器是怎样工作的 ?
传感器记录过程变量. 传感器输出 一个相应的电信号. 信号调节和编译把这个电信号转换成标准电信号 零点和量程调节按钮来设置操作范围.
Level 1 基础培训
1
RMT Training - 05 /98
Level 1 - Transmitter
Contents
Topics: • 变送器输出类型 • 模拟变送器 • 智能变送器 • 现场总线 变送器 Similarity between FF & PA Difference between FF & PA Benefits of FF against PA • 习题 Slide No: 3-4 5-7 8 - 22 23 - 72
电流调制的通信信号
Z S
13
电压调制的通信信号
物理层 = BELL 202 FSK
Transmission Rate = 1.2kbit/s
计算机控制课程设计温度控制系统的设计与实现
课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现学生姓名：学院：电力学院系别：自动化专业：自动化班级：指导教师：二〇一年一月十四日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：计算机控制系统课程设计学院：电力学院班级：自动化07-3班学生姓名：石鑫学号：指导教师：刘磊李志明摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述..........................................................................................................................................1.1 题目背景及应用意义...........................................................................................................1.2 本文内容及工作安排 (1)第二章系统组成及被控对象分析（被控对象数学建模） (3)2.1 系统组成 (3)2.1 被控对象分析（被控对象数学建模） (5)第三章控制策略设计及仿真研究 (11)3.1 控制策略设计 (11)3.2 仿真研究 (15)第四章控制策略实现 (18)4.1 组态环境下控制策略编程实现 (18)4.2 力控软件 (18)4.3 运行结果分析 (20)第五章总结 (22)参考文献 (23)第一章概述1．1 题目背景及应用意义在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；目前，计算机应用已渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。
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大连海事大学
电子线路课程设计
题目：电流变送器设计
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一.内容摘要
设某种测温电阻在温度从0℃~1000℃变化时，电阻值从0Ω变化到1kΩ，在试验中因无法提供测温电阻，故用一个1~1kΩ的滑动变阻器代替，并设计一个测量电路，将电阻的变化通过运算放大器将其转化为4~20mA的电流并将其变化并输给负载电阻。
由于实验室只提供LM324N，则实验电路及仿真电路使用的为运放LM324N。
LM324芯片的技术资料和使用方式均来自中文资料相关手册。
二.设计任务与技术指标
1.设计要求：
①熟悉电路的工作原理。
②运放器件指定为LM324，要求通过查阅手册获得器件参数。
③负载电阻要求一段接地。
电流的变化与电阻的变化成正比。
④根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
⑤画出电路原理图。
⑥计算机仿真。
2.技术指标：
①电阻变化量：0.0Ω~1.0kΩ
②电流输出：4.0~20mA
③负载阻抗：≤200Ω
④电源电压：DC +(-)12V范围内任选
三.电路原理及设计方案选择
1.设计方案选择
温度电流变送器及将温感元件因温度变化而产生的微弱的电流信号变换为工业控制系统中通用的标准电流4~20mA信号。
而在此次的实验设计中，将使用0~1kΩ的滑动变阻器来代替实验所用的温感电阻。
原理图如图1-1.
通过查询资料，得到了两个可以得到电压转换为电流的方案，其一为上图，及R6，R7成固定的等比例，即可使输出端的电流正比于输出电压，而方案二为使用了两个晶体三极管来实现的。
为了使实验设计简单明了并方便实物连线操作，在此本人选择了第一套方案，及如图所示。
2.电路原理
第一个运算放大器U1A将温度电阻(滑动变阻器)Rt1阻值的变化转化为电压的变化，且由LM324的技术资料中得知，使其Vo1的电压值为1~5V最佳。
若将输入电压定位-1V，通过公式
Vo1=Vi*(1+Rt/R1) (1)
则可以求得R1的阻值为250Ω。
第二个运算放大器U1B，则是将U1A得到的输出电压Vo1转换为负载输出电流的变化，及构成了一个V-I转换器。
而要使U1B具有电压控制电流的目的电路中各个电阻应当满足的关系为R2/R4=(R6+R7)/R5 (2)至此，U1A在满足上述条件的情况下，输出电压Vo1与负载处的输出电流Io2成正比，切通过计算简化可以得到
Io2=-(R2*Vo1/R7*R4) (3)
由此得到了由运放U1A和U1B组合实现的电阻与电流的相互转换关系，从而完成了电流变送器的设计实验要求。
由(1)式和(3)式可以导出电阻Rf1与输出电流Io2之间的关系
Io2=-(R2*Vi*(1+Rf1/R1)/R7*R4) (4)及
Io2=-(R2*Vi/R7*R4)-(R2*Vi/(R1*R7)*R4)*Rf1 (5)可见，Io2和Rf1成线性相关关系，若Vi输入为负，则为正相关。
又由图1-1可得
Vi1=-1V R1=250ΩR4=R2=10kΩ
R5=500ΩR6=R7=250Ω
综上所述，可得Io2和Rf1的实际线性关系为：
Io2=4*(1+Rf1/250) mA (6)
3.元器件选择
LM324芯片*1
100Ω电阻*8
200Ω电阻*6
520Ω电阻*2
10kΩ电阻*2
200kΩ电阻*1
四.仿真
将上述原理图运用multisim进行电路仿真，经验证后发现输入电阻处可用更为简单的接线方法，且可用较大电阻使整个电路结构更为稳定，其实际效果图如图1-2所示。
由于实际测量中负载两端的电压易测，故采用测量负载两端电压的办法进行实际测量。
在仿真中，右上方的XMM1为万用表，可以直接测量负载电阻处的输出电流，但实际上实物操作中要求使用万用表测量负载电阻的两端电压，可以通过欧姆定律
Io2=Vo2/R3 (7) Io2：输出电流
Vo2：输出电压
R3：负载电阻
可以求得所需要的输出电流Io2。
注：在仿真中，要注意在运行时不能有操作，但可以观察各点的实际电压电流值，以便更好地对电路进行调整及修正，使其功能更为完善。
测试结果见表
1-1，表1-2。
五.实物连接及调试
1.实物连接及调试
实物连接如图1-3所示，由于电路中运用了正负12V直流电压及-1V电压，故是用了两个电源，其中一个为LM324N提供直流稳压电源，另一个作为输入电压来使用。
实物连接中将接地端都统一在了一片区域以便更好地检查电路。
在实验过程中，发现了实际结果与仿真电路出入较大，后经校验发现，R1使用了错误阻值的电阻，使得测得的最终负载电阻处的电压过大，后经调试，最终得到了比较符合设计要求的电流变化值，但由于实物连接与计算机仿真不同，首先，在实物连接中，导线并不像仿真中的那样是理想状态，拥有一定的电阻值，使得最终结果出现了差错；其次，由于实验室所配备的电阻种类较少，所需要的部分电阻如250Ω需要进行拼凑，此次设计中采用的为两个100Ω电阻并联后再与一个200Ω的电阻串联。
在调试过程中，试验结果一直与理论值有较大出入，后经发现为面包板
有一段点并未串在一起，使得本应并联的电路变成了串联，后对此处进行了标记。
调试后的最终实验结果如表1-1及表1-2所示。
2.实验仿真结果及数据处理
表1-1R3=100Ω时的实验及仿真结果
表1-2R3=200Ω时的实验及仿真结果
六.实验总结
本次实验中，更加清楚的认识了LM324的功能参数及使用方式，有了更为深入的了解。
同时更为直观的了解了运算放大器的各种使用原理，学会了仅通过电阻的比值比例来使运算放大器达到电压控制电流的方式而不使用晶体三极管。
熟练掌握了芯片管脚的接法。
通过调试环节明确了各个电阻在实际电路中的作用，并通过不断对电路的改进，增强了自己的动手能力。
实验过程中出现过两次较大失误，其一为接地端选错了相连点，其二为芯片端口一处忘记接导线，但最终没有影响实验结果。
误差分析：部分电阻值与仿真中有差距，导线所带电阻不可忽略，电源开启时间略长后会有热效应影响实验结果。
·参考文献
傅丰林·《低频电子线路（第二版）》·高等教育出版社，2008年1月
蒋立平·《数字逻辑电路与系统设计（第二版）》·电子工业出版社，2013年1月杨欣莱·诺克斯王玉凤刘湘黔·《电子设计从零开始（第二版）》·清华大学出版社，2010年10月。