传感器课程设计----基于pt100温度测量系统

传感器课程设计----基于pt100温度测量系统内容摘要：

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，而且其输出受与 被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。 由于本设计的任务是要求测量的范围为 0℃ ～ 100℃ ，测量的分辨率为177。 ℃ ，综合价格以及后续的电路，决定采用线性度 相对较好的 PT100 作为本课题的温度 传感器，具体的型号为 WZP 型铂电阻，该传感器的测温范围从－200℃ ～＋ 650℃。 具体在 0℃ ～ 100℃ 的分度特性表见附录 A 所示。 第二节 方案论证 温度测量的方案有很多种，可以采用传统的分立式传感器、模拟集成传感器以及新兴的智能型传感器。 方案一：采用模拟分立元件 如电容、电感或晶体管等非线形元件，该方案设计电路简单易懂，操作简单，且价格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成数字化，而且测量误差大。 方案二：采用温度传感器 通过温度传感器采集温度信号，经信号放大器放大后 ，送到 A/D 转换芯片，将模拟量转化为数字量， 通过 labview 显示。 热电阻也是最常用的一种温度传感器。 它的主要特点是测量精度高，性能稳定，使用方便，测量范围为 200℃ ～ 650℃ ，完全满足要求，考虑到铂电阻的测量精确度是最高的，所以我们设计最终选择铂电阻 PT100 作为传感器。 该方案采用热电阻 PT100 做为温度传感器、 AD620 作为信号放大器， TLC2543 作为 A/D转换部件，对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。 相对与方案一，在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升。 在这里我选用方案二完成 本次设计。 4 第三节 系统的工作原理 测温的模拟电路是把当前 PT100 热电阻传感器的电阻值，转换为容易测量的电压值，经过放大器放大信号后送给 虚拟仪器实验室的 PCI6251 数据采集卡 ,再通过虚拟仪器把当前的电压值转变成温度 第四节 系统框图 本设计系统主要包括温度信号采集单元，数据处理单元，时间、温度显示单元。 其中 温度信号的数据采集单元部分包括温度传感器、温度信号的获取电路（采样）、放大电路。 系统的总结构框图所示。 热 敏 电 阻 信 号 调 理 电 路 模 拟 输 入N I E L V I S接 口 平 台P C I 6 2 5 1 数 据 采 集 卡A I 0 模 拟 输 入P C 电 脑 第二章 硬件设计 第 一节 PT100 传感器特性和测温原理 电阻式温度传感器 (RTD, Resistance Temperature Detector)是指一种物质材料作成的电阻 ,它会随温度的改变而改变电阻值。 PT100 温度传感器是一种以铂 (Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数 , 其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示： 在 0～ 650℃ 范围内： 5 Rt =R0 (1+At+Bt2) 在 200～ 0℃ 范围内： Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t100)t3) 式中。