自动化专业课程设计-热电阻pt100测温电路设计

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1、吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计目录第一章前言11.1温度传感器的定义11.2温度传感器的组成11.3温度传感器的原理21.4温度传感器的作用21.5温度传感器的分类3第二章部分原件及电路介绍52.1热电阻52.1.1热电阻的组成结构52.1.2工作原理52.1.3信号接线52.2热电阻Pt100介绍6第三章实验数据及参数103.1温度测量103.1.1温度与温标103.1.2温度测量的主要方法103.2热电阻Pt100测温电路调试体会11致谢14参考文献15第16页共16页

2、吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计第一章前言1.1温度传感器的定义温度传感器下的定义是：“能感受规定的被测量(温度)并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。温度传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开

3、发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。1.2温度传感器的组成温度传感器由敏感元件和转换元件组成。但是由于温度传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或变换为容易传输、处理、记录和显示的形式。其中，敏感元件是指能够灵敏地感受被测变量并做

4、出响应的元件，是传感器中能直接感受被测量的部分。转换元件是指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换可以安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。因此，信号调节与转换电路以及所需电源都应作为传感器的组成部分。　　常见的信号调节与转换电路有放大器、电桥、振荡器、电荷放大器等，它们分别与相应的传感器相配合。第16页共16页吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计1.3温度传感器的原理温度传感器工作原

5、理的分类物理传感器应用的是温度效应，。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。温度化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与

6、不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果精确测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为“热电偶”。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏／℃之间。热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受

7、到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。1.4温度传感器的作用人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。　在基础学科研究中，传感器更

8、具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到纳米的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到毫秒第16页共16页吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础