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1、燕山大学课程设计说明书燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系学号学生姓名专业（班级）设计题目基于铂电阻的温度测量调理电路设计设计技术参数采用Pt1000作为温度敏感元件和电桥电路，当温度在-10到300摄氏度变化时，输出信号的幅值为0-2.5V。设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：给出系统原理图、关键器件的参数及设计依据；3：完成电路的multisim仿真；工作量1：完成一份设计说明书（其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果）；2：提交一份电路原理图；工作计划周一上午到周二上午，教室内做理论设计；周二下午到周五上午，自己有计算机的同学在
2、教室内做multisim仿真，没有计算机的同学到实验室进行电路仿真；周五下午，教室内整理设计材料、准备撰写设计说明书参考资料1:基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计；2：模拟电子技术；3：电路理论；4：数字电子技术；指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2012年6月28日第18页共18页燕山大学课程设计说明书目录摘要4第一章引言5第二章题目及原理分析52.1题目分析52.2原理分析6第三章设计过程83.1方案一93.1.1恒流源模块设计93.1.2电桥测量电路93.1.3放大电路103.2方案二113.2.1恒流源模块设计1
3、13.2.2信号调理电路12第四章整体设计13第五章仿真结果14第六章心得体会18参考文献资料18第18页共18页燕山大学课程设计说明书摘要温度是过程检测与控制中的重要参量,在要求对温度进行精确测量和控制的条件下,铂热电阻是一种应用广泛的温度传感器,它具有体积小、准确度高、测温范围宽、稳定性好、正的温度系数等特点,但它同时也存在非线性的缺点,因此在利用铂热电阻进行精确温度测量时,除要克服测量电路自身的噪声干扰外,还要对铂热电阻的非线性进行矫正.本文根据铂电阻(Pt1000)国际分度表函数的非线性特点,提出了一种在0—300℃范围内补偿其非线性的方法,设计了专用的非线性补偿电路,并对电
4、路补偿原理及效果进行理论分析和计算机模拟仿真。关键字：温度传感器Pt1000温度调理电路第18页共18页燕山大学课程设计说明书第一章引言运算放大器和各种模拟集成电路是应用最为广泛的一类模拟器件。温度传感器充分应用这些模拟器件的一类传感器。在工业测量与自动控制中,往往需要温度测量与控制,铂热电阻由于测量准确度高,稳定性好,特别在中温区(150、650℃),它具有耐高温,抗氧化等优点,因而铂热电阻测量仪表应用十分广泛,鉴于其发展速度之快，以及其应用之广并且还有很大潜力，为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本
5、设计应用性比较强，设计系统可以作为温度测量系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、生产温度监控系统等等。本课题主要任务是完成铂电阻环境温度检测的电路设计，当温度在-10到300摄氏度变化时，输出信号的幅值为0—2.5V。此次设计共得到两种可用的方案，文中将分别进行介绍。第二章题目及原理分析2.1题目分析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等热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式
6、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
7、与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。本次设计题目为基于铂电阻的温度测量调理电路设计，要求测量的范围为-10℃—300℃，采用线性度相对较好的PT1000作为本课题的温度传感器，具体的型号为WZP第18页共18页燕山大学课程设计说明书型铂电阻，该传感器的测温范围从-200℃—650℃。金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性。温度测量模拟电路是把当前PT1000热电阻传感器的电阻值，转换为容易测量的电压值，即通过采用
