水温、变换、变换、传送、

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1、“TI”杯四川省电子设计竞赛一等奖作品题目：电阻式水温变送显示器指导教师：陈祝明陈瑜周云队员及年级：陈洋(06级)，付文丽(06级)，郑侃(06级)学校及院系：电子科技大学电子工程学院摘要水温变送显示器分为变送器和显示器两大部分。本系统采用可变电阻模拟电阻式温度传感器，经0.5m同轴电缆连接后，由TI公司的高精度两线制集成变送器芯片XTR105、RCV420和XTR111进行信号调理和信号变送，构成水温变送器模块。变送后经16位高精度CMOS模数转换器芯片ADS8505B作为单片机外设对变送器输出信号采样，由TI公司的M

2、SP430F1611作主控制器，控制LCD数字显示温度，构成水温显示器模块。水温显示模块既可以采集变送器输出的电压信号，也可以采集电流信号，采集的电压信号（1~5V）和电流信号（4~20mA）符合工业测量与控制中常用的变送标准。关键词：：水温：水温、、变换、变换、、传送、传送、、显示、显示AbstractThewatertemperaturedisplayincludesthefunctionsofconversionandtransmission.Thesystemutilizesthevariableresistan

3、ceswith0.5mcoaxialcableinordertosimulatethetemperaturesensors.TheconversionandtransmissionofsensorsignalsareachievedbyspecialICofXTR105,RCV420andXTR111fromTI,andthesampleareachievedbyADS8505withhighprecision.ThewatertemperaturedisplayiscontrolledbyMSP430F1611with

4、LCD,andcansampleanddisplaythestandardvoltagesignalsof1~5Vandstandardcurrentsignalsof4~20mAfromthetransmitter.Keywords:Watertemperature,Conversion,Transmission,Display一一、一、、作品简介、作品简介（（设计目标（设计目标，，详细指标要求，详细指标要求）设计目标设计制作一个电阻式水温变送显示器基本部分发挥部分（1）制作一个电压型水温变（1）水温显示器中设计一路输

5、出电送器，采用可调电阻模拟电阻源。要求输出电压为24V±0.12V，输式温度传感器，电阻出电流不小于50mA。100Ω~200Ω,对应水温测量（2）设计电流型水温变送器，详范围为0℃~100℃。可调电阻100Ω~200Ω对应的电流输出为细与信号调理部分分离，采用接4~20mA，变换线性度为0.1%，输出指插件连接，连线长度不小于线的长度不小于1m,输出负载标0.5m.100Ω~300Ω可变，变送器部分可采要（2）变送器对应100Ω~200用单独的电源。水温显示器要求同基求Ω的输出电压为1~5V，变换本部分。线性度不大于0

6、.1%。（3）水温变送器采用水温显示器输（3）制作一个水温显示器，出的24V电源供电，电源线长度不要求能够采集水温变送器输小于1m，并使100Ω~200Ω可调电出的1~5V电压信号，并数字阻对应电源电流为4~20mA，变换线显示，要求测量精度为0.1℃，性度为1%。水温显示器要求同基本显示分辨精度为0.01℃。部分。（4）其他。二二、二、、作品实现、作品实现1．．水温变送器的方案论证与选择．水温变送器的方案论证与选择方案一：用稳压器件TL431（或恒流源芯片）和晶体三极管（或运放）搭建的恒流源电路，TL431稳定2.5V

7、电压，则恒定电流为I=2.5/RA，由于在发挥部分的的二线传输时对信号调理与变送部分的电流消耗不能大于4mA,所以恒流源的电流取1mA。恒流源在可变电阻上的电压在0.1V~0.2V，信号调理部分使用差动放大器放大40倍电压值是4~8V,再用运放搭建减法器减去3V既可以得到1~5V的输出电压。电流传输时再使用电压转电流的集成芯片XTR111即可。方案二：利用非平衡电桥原理设计的数字温度计是市场上各类数字温度计的雏形，当可变电阻较小时，测量精度较高。方案三:信号调理部分采用XTR105，XTR105与电阻的连接方式有两线、三

8、线两种方式，由于XTR105内部已经将方案一都实现在芯片内部了，而且消耗的电流2mA以下，所以也满足发挥部分的要求。XTR105将输入电阻变送为4~20mA电流，然后经电流环接收器RCV420将电流信号转换为1~5V电压信号，当变送器部分需要输出电流信号时用电压/电流变送器XTR111将电压信号变为4~20mA电流信