铂电阻测温电路的设计

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1、虚拟仪器设计技术大作业题目：铂电阻测温电路的设计专业：电子信息科学与技术班级：电本（2）班学号：1150720079姓名：张顶红同组人：柳建、黄腾辉、罗凯、颜超、舒样超、陈雷指导老师：秦新燕日期：2014年5月22号物理与机电工程学院19目录一.课程设计的目的二.课程设计的任务三.铂电阻测温电路原理及设计3.1传感器模型的建立3.2测温电路组成与原理3.2.1稳压电路3.2.2基本放大电路3.2.3校正电路  3.2.4电路输出范围的调节3.3整体电路分析与设计3.3.1稳压电路分析3.3.2铂电阻温度特性分析3.3.3Rw1作用分析3.3.4电路验证3.4实验数据处

2、理四．Labview虚拟仪器设计4.1数据显示子程序VI设计4.2接口电路的设计与编译五.仿真测温六．总结19 一.课程设计目的 在Multisim 中，可根据铂电阻阻值与温度的关系建立铂电阻模型，设计一个测温范围为0至100℃的测温仪。通过本课程设计，了解铂电阻测温的原理，会根据铂电阻的阻值与温度的关系建立仿真模型；掌握铂电阻的测温电路；熟悉LabVIEW虚拟仪器Multisim 的导入方法;提出铂电阻测温仪的优化方案。二.课程设计的任务在Multisim中，可根据铂电阻阻值与温度的关系建立铂电阻模型，设计一个测温度范围为0~100℃的测温仪。通过本设计，应掌握以下

3、内容：1）了解铂电阻测温的原理，会根据铂电阻的阻值与温度的关系建立仿真模型。2）掌握铂电阻的测温电路。3）会用LabVIEW设计温度显示模板，把电路输出电压值转换成温度及参数的显示。4）熟悉LabVIEW虚拟仪器向Multisim的导入方法。三.铂电阻测温电路原理及设计3.1传感器模型的建立金属铂电阻器性能十分稳定，在-260～+630℃之间，铂电阻用做标准温度计;在0～+630℃之间铂电阻与温度的关系如下：Rt=R0*(1+A*t+B*t*)  其中（0℃时电阻）R0=100，A=3.9684×10-3，B= -5.847×10-7。然后把参数带入得:19图3.1铂

4、电阻模型Rt=-0.00005847100*t*t+0.0039684*t+100有了温度与铂电阻的关系式，我们可以建立以下的模型，如图3.1所示。以V1代表温度T，压控多项式函数模块用来实现上述函数，其输出为电压值，由铂电阻的原理，模型模拟的应是电阻值，所以再加一个比例系数为1的压控电阻，因此输出电阻值按算式随温度值的变化而变化。3.2测温电路组成与原理当温度变化时，热电阻的阻值随温度的变化而变化。对温度的测量转化为对电阻的测量，可将阻值的变化转化为电压或电流的变化输入测量仪表，通过测量电路的转换，即可得被测温度。测温电路由以下4部分组成。3.2.1稳压电路稳压环节

5、用于为后面的电路提供基准电压，如图1所示。稳压二极管稳压电路的输出端接电压跟随器来稳定输出电压。电压跟随器具有高输入阻抗、低输出阻抗的优点。19稳压二极管稳压电路是最简单的一种稳压电路，它由一个稳压二极管和一个限流电阻组成。从图14-3的稳压管稳压特性曲线可以看到，只要稳压管的电流，则稳压管就使输出稳定在附近，其中是在规定的稳压管反向工作电流下，所对应的反向工作电压。限流电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。图3.2.1稳压电路设计稳压二极管稳压电路首先

6、需要根据设计要求实际电路的情况来合适地选取电路元件，以下参数是设计前必须知道的：要求的输出电压U0、负载电流的最小值Imin和最大值Imax(或者，负载RL的最大值Rmax和最小值Rmin)、输入电压UI的波动范围。根据以上的情况选取相应的元件及参数。3.2.2基本放大电路本设计没有采用电桥法测量铂电阻，是因为铂电阻测温采用单臂电桥，单臂电19桥本身存在一定的非线性，为了避免电桥引入的非线性，所以采用放大电路测温。图3.2.2基本放大电路相当于下面两个简单的放大电路：3.2.3校正电路铂电阻的总体测温电路如图。虽然铂电阻模型中温度的二次项系数很小，但仍然存在一定的非线

7、性度，电路中由运算放大器U3和电阻R8、R9、R15组成的反向比例放大器为电路引入负反馈，可使电路输出地线性度变好。图中还由电阻Rw1引入了电流并联负反馈。 图3.2.3为铂电阻测温的总体电路。19 图3.2.3测量电路  3.2.4电路输出范围的调节 由于铂电阻的阻值小且变化范围小，为了使输出变化明显，总体电路上又加了反向比例放大电路，通过调节Rw3的值可以调节输出电压的范围如图3.2.4。图3.2.4电压输出电路3.3整体电路分析与设计铂电阻测温的整体测量电路如图3.2.319所示，它由上节所介绍的各部分电路所组成，其中RW1用于基本放大电路调零