温度变送器设计与制作
温度变送器报告
温度变送器设计与制作专业：班级：学号：姓名：指导教师：实训地点：一、实验内容温度变送器设计与制作二、实验要求1、设计一台温度变送器电路原理图，性能指标如下：2、适配传感器：热电阻PT100;3、温度测量范围：0-200℃;4、温度测量精度：1℃；5、变送器输出： DC 0-2V;6、供电电源：DC12V;7、每组制作一台温度变送器，并测试性能指标。
三、实验目的1、掌握应用网络资源学会调研、数据分析和整理。
2、提高学生学习的自觉性和积极性与自学能力。
3、激发学生对自己所学专业的兴趣，增强自身发展信心。
4、掌握温度变送器的设计流程和技术指标。
5、掌握温度测量电路的原理和设计方法。
6、掌握电路制作的工艺流程、操作规范和计算机辅助设计方法。
四、测量工作原理1、温度变送器的由来因为感温元件品种繁多，其信号输出类型也多。
为了便于自动化检测，所以对各种温度传感器的信号输出做了统一的规定，也就是为统一的4～20mA信号。
为了使各种温度传感器的输出能统一为4~20MA的信号，所以用了温度变送器。
利用温度变送器来使输入的各种电阻和电势信号，变成了统一的4~20MA的电流信号，这就是温度变送器的由来。
2、温度变送器的工作原理温度变送器完成测量信号的采集后，转化成统一的4-20mA的电流信号输出，同时还其隔离作用。
按工作原理分类，主要是热敏电阻元件的不同。
本次试验选择热电阻（金属）作为热敏元件,热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是，测量精度高，性能稳定，其中，铂热式电阻测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
热电阻测温原理及材料，热电阻测温是基于导体的电阻值，随温度的增加而增加，这一特性来进行温度检测的。
热电阻大多是由纯金属材料制成的，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰、铑等材料制成热电阻。
3、热电阻的类型普通型热电阻从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻的阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化和给温度测量带来影响。
温度变送器的设计.
东华理工大学长江学院控制仪表及装置课程设计报告课题名称：温度变送器的设计******学号：************班级：1130202专业：自动化指导老师：***2014 年06月16日目录一、引言 (3)二、温度变送器的作用及组成框图 (3)三、温度变送器电路的设计 (4)1、输入电路 (4)2、电压放大电路 (5)3、功率放大电路 (5)4、隔离输出 (6)5、直流-交流-直流（DC/AC/DC）变换器 (7)6、热电阻温度变送器量程单元 (10)7、线性化原理及电路设计 (11)8、引线电阻补偿电路 (13)9、输出电路 (13)四、总电路 (16)五、课程设计总结 (17)六、参考文献 (18)一、引言目前在电厂测温系统中，有很大一部分设计是采用热电阻温度变送器，将温度信号转换成4～20mA的直流电流后再送到二次仪表或其它数据采集系统进行温度显示。
这样一来，每一个测温元件都需要一个温度变送器。
电阻温度变送器是热电阻温度传感器与变送器的完美结合，以十分简捷的方式把 -200~+600 ℃范围内的温度信号转换为二线制 4~20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、 DCS 等，实现对温度的精确测量和控制。
温度变送器是现代工业现场、科研院所温度测控的更新换代产品，是集散系统、数字总线系统的必备产品。
一体化热电阻温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。
二、温度变送器的作用及组成框图变送器的作用是分别将各种工艺变量（如温度、压力、流量、液位）和电、气信号（如电压、电流、频率、气压信号等）转换成相应的统一标准信号。
图2-1 温度变送器结构方框图图2-2变送器构成原理图三、温度变送器电路的设计1、 输入电路保护电路的设计所采用的输入电路和乘法运算器里的输入电路相一致，其结构图如图3-1所示。
图3-1 输入电路输入电路的作用是从输入信号中减去与运算无关的1V 电压，并将以0V 为基准的信号移至以电平B U 为基准。
温度变送器
课程设计课程名称测控电路题目名称 Pt100温度变送器设计学生学院计算机科学学院专业班级学生指导教师课程设计报告一、实验要求：设计一个用热电阻Pt100制作的温度变送器，要求其温度变化范围为0℃-400℃,输出为0.3V-1.5V,精度为5％，在此基础上构成一个输出为4mA-20mA 的电流源。
二、实验原理：1.同相放大及差分放大部分：Uo2.电压跟随器：)21(9)49(2121499112212R R R R R R Uo R R R Uo R R R +⨯+⨯⨯=+⨯=+⨯则：对同相放大器有：1110122211R R R Uo +⨯=-对电压跟随器有：)21(68685785771657712Uo Uo R R Uo R R R R R UoR R R Uo R R R R Uo Uo -⨯==-+⨯=+⨯-则：因对差分放大电路有：3.电流源电路：UoUo16100)1317(171412)100(121412100R i R R R R R i Uo R Uo R R iUo i -++--++-=三、元件清单：四、资料准备：热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。
目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 Rt=Rt0[1+α（t-t0）] 。
式中，Rt 为温度t 时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 Rt=AeB/t 。
式中Rt 为温度为t 时的阻值；A 、B 取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上 ），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
pt100温度变送器
\Pt100温度变送器设计报告HEBEI UNITED UNIVERSITY小组成员：09电气（1）任燕凯09表（2）周震09表（2）张柔目录一：变送器的设计原理 (3)1：pt100热电阻的介绍 (3)2：基于双恒流源的三线热电阻测温探头电路的设计 (3)3：单片机最小系统介绍 (4)4：基于ADC0804的采样系统设计 (5)5：基于1602的显示电路的设计 (6)6：基于DAC0832的模拟量输出设计 (7)7 ：4~20mA电路的设计 (8)三：程序设计 (8)1. 程序流程图 (8)2.程序如下所示： (9)一：变送器的设计原理1：pt100热电阻的介绍热电阻：电阻体的阻值随温度的变化而变化，利用此特性就可以进行对温度的测量。
pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。
PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
应用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。
2：基于双恒流源的三线热电阻测温探头电路的设计（1）稳流源电路21TL431567411U2:BLM324R22k100kR8100k R9100kR10100kR11100kR1电流输出图为恒流源三线式铂阻测温电路，有两个1.25mA的电流源分别施加给PT100和100Ω（千分之一精度）电阻及各自同质同长的导线上。
由于采用由LM324构成的39倍差分放大电路，使温度在0~100摄氏度变化，电压输入在0~1.9伏之间变化，且导线的分压部分已被消除，即0摄氏度时Pt100为100Ω，差分放大器两端两个输入电压为0V，当升温后，差分放大电路将Pt100变化的阻值进行放大。
由LM324构成的电压跟随器经阻容低通滤波起作为反映当前温度的电压值，待后续处理。
二线制温度变送器的设计
2、线性化调整电路和二级放大电路
该局部电路（这一级输出V2）是本电路中十分重要的环节，同时也是比较难的环节。因为它涉及到整个电路的线性调节。放大部分在前面已经叙述，现在就线性调节问题加以阐述。具体电路如图5所示（图中几个二极管连接的电路就是线性修正电路）。电路中的：
2、一级放大电路和线性化调整电路
该电路功能之一是把采集到的微弱信号放大,在本级电路中采取了差动放大。同时，与该放大电路连接在一起的还有一个正反馈非线性调整电路，它的主要功能是对热电阻与温度电阻间的非线性进行修正,保证放大器的输出电压被测温度成线性关系。R7、R8、R9以及LM124构成了放大电路。对于该局部电路，输入信号来自采集到的信号V和V'，输入信号分别各自经过R7、R8进入LM124的第一组运算放大器,得到输出电压V1（在这里没考虑非线性调整电路即反馈回路R6对电路输入的影响）。
图中粗线为电源线，细线为信号流程，两根外接导线既是电源线也是信号线。4~20mA信号体制为二线制设计提供了可能性，当被测信号从下量程到上量程（0％~100％）变化时，二根传输线上电流对应4~20mA变化；4mA作为变送器电路工作损耗电流，也易于识别断线断电故障。RL为信号采样负载电阻(RL≤250W)。V(AB)须大于12V以保证系统的正常工作。在电源正常(17~30V)的前提下,回路4~20mA电流I由输入热电阻R或热电偶mV信号确定。
K分度50℃时输出热电势等于2.022mV即：
由此可求得：R2=13k。
电路中，热电偶mV信号和冷补铜电阻两端电压相加，经过R4输入到LM124的第一级放大器，根据放大器工作原理，我们可以得出输出电压（设包括热电偶及冷补之和的输入信号为V）V1=V(1+R6/R5)。设计考虑使得当热电偶的温度达到最大值(1300℃对应热电势为52.398mV)，放大器的输出电压为2.5V。也就是说，热电偶冷端温度为0℃时的电压加上热电偶的最大热电势，再乘以放大倍数应等于2.5V，即：
实验03 DBW型温度变送器
实验三DBW型温度变送器一、实验目的通过实验加深对DDZ-Ⅱ型温度变送器结构和工作原理的理解,学习并掌握DWB型温度变送器的零点迁移、量程范围和基本误差的校验方法。
二、实验原理温度变送器是电动单元组合仪表一个单元品种,它与各种热电偶、热电阻配合,将温度或其他毫伏信号转换成统一的0~10mA电流信号。
DWB型温度变送器工作原理如图一方框图所示。
其中输入回路实际是一个测量桥路，改变接线端子①~⑦的连接方式，可以实现对热电偶、热点阻和直流毫伏的测量，输入回路测量桥路如图2所示。
图1. 原理方框图图2.DBW温度变送器输入电路图3.配接热电偶信号端子接线图图4.配接电阻信号端子接线图图3和图4分别是配接热电偶和热电阻信号不同的接线方法，⑨⑩端为输出端子，11、12接220VAC电源。
三、实验装置及设备1、DWB-130温度变送器；2、0~30mA直流电源；3、旋转式标准电阻箱；4、毫安表。
四、实验内容1、作热电偶输入时温度变送器的调校。
1）根据图3所示的DWB温度变送器接线端子图正确连接各信号端子，用毫伏发生器代替热电偶。
并按照与镍铬-镍硅热电偶配用时接入冷端补偿电阻R Cu。
2）接通仪表电源，把“检查-工作”开关扳向检查位置，此时变送器输出电流输出应在4～6mA范围。
3）仪表校验a、把开关拨向工作位置，按分度号K（镍铬-镍硅热电偶）查温度-毫伏对照表，把需要测量的温度量的温度量程换算成毫伏值，用毫伏发生器给出量程10%的毫伏信号，调整零点迁移电位器W2，使仪表输出为1mA。
然后给出量程100%的信号电压，调整反馈电压器W1使输出为10mA 。
如此反复调整几次，直至1mA和10mA两点都正确为止。
b、检查量程的20%、30%、...、90%各点的精度。
用毫伏发生器分别送出上述量程的信号电压，观察记录仪相应的输出电流（上行和下行各作一次）。
c、进行数据处理，将上述数据列成表格，计算出仪表的基本误差和变差，看是否合乎下列要求：量程<10mA时，基本误差应为1.0%。
PT100温度变送器设计课程设计讲解
江汉大学物理与信息工程学院课程设计报告课题名称：PT100温度变送器设计专业：测控技术与仪器班级：B13072021姓名：**指导教师：***2015年11月20日课程设计报告题目：PT100温度变送器设计一、实验要求：1.设计一个用热电阻Pt100制作的温度变送器，要求其温度变化范围为0℃-400℃,经电压放大后为0.5-2.5V，经V/I转换成4~20mA输出2.电路的设计，以及理论推导3.实验数据及分析4.报告包括以下部分：一、该设计要达到的目的（掌握基本放大电路、信号转换电路的设计以及实际动手的能力培养）；二、各功能块的设计、计算；三、实验数据的处理、分析线性度等；四、设计的结论及体会。
报告不少于3000字，参考文献不少于5篇，每组必须独立完成，不得抄袭，若有抄袭现象，一律以不及格处理二、实验原理：三、实验资料四、实验内容：五、实验总结：经过将近两天的测控电路课程设计，我们小组终于在范志顺老师的指导下完成了PT100温度变送器的课程设计，通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关测控电路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵，虽然与老师的要求有一定的差距，但我还是很高兴的。
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。
就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这几天日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
PT100温度变送器设计课程设计讲解
Jianghan University江汉大学物理与信息工程学院课程设计报告课题名称：PT100温度变送器设计专业：测控技术与仪器I ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1班级：B13072021姓名:罗洪日月20112015年课程设计报告温度变送器设计PT100题目：一、实验要求：1•设计一个用热电阻Pt100制作的温度变送器，要求其温度变化范围为0C-400C，经电压放大后为0.5-2.5V，经V/I转换成4~20mA输出2•电路的设计，以及理论推导3•实验数据及分析4.报告包括以下部分：一、该设计要达到的目的（掌握基本放大电路、信号转换电路的设计以及实际动手的能力培养）；二、各功能块的设计、计算；三、实验数据的处理、分析线性度等；四、设计的结论及体会。
报告不少于3000字，参考文献不少于5篇，每组必须独立完成，不得抄袭，若有抄袭现象，一律以不及格处理---------------- 学资学习网-----------------实验原理:三、实验资料热I”阳PTIOOffj分廐衣4^34 A aA 3编：轴JfI f lw u M 普脚连接图（俯觇用）■入2TOUT1 kJ!4 [4OUT 1IN- 2 1J |4iK- 1IN+a 12 |4IK+ VCC4 11 GND 2IN+s10 I31H+ 22 6 & I3IN-2OUT [ 7呂 ]3OUT(TOP VIEW)<ci四、实验内容:只八I RrtJZZ3ZZ从儿M - 艮卩 M Q -ho])= q 人石帼 d 亘LL 211 丄口— Lb 匾2丛J2邑丄皿nuutillW —山訂仏沁*占烁Ui/VAw 人g r ,i i gg五、实验总结：经过将近两天的测控电路课程设计，我们小组终于在范志顺老师的指导下完成了 PT100臥1认1讯Wi卜人內 0SZLot 川j 丄X Ln L ki □k M [2.50 12 1 ■ _■ * ・ - ・ • ・ 、4l - —仏i 时冈E KUtrMsi 仰 叫 如 加* *44恥伍温度变送器的课程设计，通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关测控电路方面的知识， 在设计过程中虽然遇到了一些问题， 但经过一次又一次的思考， 一遍又一遍的检查终于找出了原 因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
温度变送器设计报告-(原始)
温度变送器设计与总结报告摘要: 本文的温度变送器是基于SOC 系列单片机C8051Ｆ350的温度测量装置。
利用温度传感器(采用P ｔ1０0)，将温度转化成电信号,经过放大,A ／D 转换,MCU 线性化处理，D/Ａ转换，V ／I 变换,最后将温度测量值转换成4~２0mA 的电流输出。
温度传感器转化的电信号，经放大以及Ａ/D 转换送到Ｃ8０５1F350单片机中,通过单片机处理与误差校正将测得电阻值在LED 数码管中显示。
关键词:Pt1０0 C ８０51Ｆ350 LED 数码显示管 Ｖ／I 转换一、方案的设计与论证方案一:单片机选用C80５1F ３60，其内部集成有10位的ＡDC ，1024210 ,分辨率较低，导致结果的精度不高。
方案二：单片机选用C8051F350,它内部是24位的A ＤC ，分辨率较高,能够使结果的精度满足题目的要求。
故采用此方案 温度变送器的主体设计方案如图1390ΩV 图1 温度变送器的设计框图二、理论分析与参数计算1．温度传感器部分:温度传感器采用P ｔ１00(如图1用Ｒt 表示）。
V ＲＥF 提供＋5V 的电压，通过Ｒ1,R ｔ，R2，R3构成的桥式电阻网络将温度转换成电信号,然后得到差分输入电压V ＝Ｖ１-Ｖ2。
此题中通过改变Rt 的阻值来代表不同的温度值。
桥式电阻网络如图1.1所示。
单片机采集的数据经过系统校准后，假定ＡD 输出的数字量为ADC Ｄa ｔa ，温度传感器等效电阻为R ＴDA Ｔ，基准电压源为ＶＲＥF 。
依据此电桥输出电压V１,ＲＴDAT 的计算关系如下：①22132767*V ADCDataV V +=②111*V V V R RTDAT REF -=V REFV 1V 2图1.1 桥式电阻网络2．放大电路部分、Ａ/Ｄ 转换器：Ｃ８051F3６０有一个全差分２4位的Sigma －D ｅlt ａ模/数转换器(ADC ），该ADC 具有在片校准功能，两个独立的抽取滤波器可被编程到1KHz 的采样率。
Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现
Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现摘要:针对空压机专用变频器系统中温度检测的要求,设计并实现了一种三线制Pt100温度传感器。
利用Pt100铂热电阻的电阻-温度函数关系,将温度信号转换为电压信号,经过两级放大电路对电压信号进行放大,再将电压信号转换为标准的电流信号输出。
在A/D温度采集时,利用精密电流电压转换芯片,将电流信号转换为标准的电压信号。
实践证明,该传感器有较高的稳定性和灵活性,性能良好且容易实现,成本低,值得推广应用。
关键词:Pt100;三线制;传感器;电压/电流转换温度是表征物体冷热程度的物理量,在工业生产、生活应用和科学研究中是一个非常重要的参数[1]。
在工业控制过程中需要对控制对象进行温度监测,防止控制对象由于温度过高而损坏,因此温度的实时监测就显得更加重要。
对温度的实时监测有利于对控制对象的及时检查、保护,并及时调整温度的高低。
根据控制系统设计要求的不同,温度监测系统的设计也有所变化,有采用集成芯片的,也有采用恒流源器件和恒压源器件的。
因铂热电阻具有测量范围大,稳定性好,示值复现性高和耐氧化等优点,该系统采用Pt100铂热电阻作为温度感测元件,进行温度传感器的设计与实现[2-3]。
在设计中,将电压信号转换为标准的4~20 mA电流信号,既省去昂贵的补偿导线,又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力。
1 Pt100铂热电阻概述[2-5]电阻值随温度的变化程度称为温漂系数,大部分金属材料的温漂系数是正数,而且许多纯金属材料的温漂系数在一定温度范围内保持恒定,具体应用中选用哪一种金属材料(铂、铜、镍等)取决于被测温度的范围。
金属铂(Pt)电阻的温度响应特性较好,成本较低,可测量温度较高;它在0?的额定电阻值是100Ω,是一种标准化器件。
工作温度范围:-200~+850?,考虑到工业的实际应用,本系统设计的测量范围为0~120?。
因为热敏电阻的阻值和温度呈正比关系,只需知道流过该电阻的电流就可以得到与温度成正比的输出电压。
温度变送器设计与制作.
图 5.1-1 温度变送器结构图
三、主要设备及元器件选图
根据设计要求， 采用 LM324 是四运放集成电路， 它采用 14 脚双列直插塑料封装， lm324 原理图如图所示。 它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相 互独立。 由于 LM324 四运放电路具有电源电压范围宽， 静态功耗小， 可单电源使用， 价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。
温度变送器设计与制作
专 业 测控技术与仪器 温度变送器设计与制作 测控专业 1441 课程名称 地 课 点 时 测控技术与系统 测控实验室 316 8 学时
教学任务 教学对象 一、工作任务
内容：温度变送器设计与制作。 （拓展部分：二线制变送器，供电电源 DC24V） 要求：1、设计一个温度变送器电路原理图，性能指标如下： （1）测量范围：0-200℃ （2）测量精度：1% FS （3）灵敏度：1mv/1℃ （4）变送输出：DC0-200mv 2、每组制作一个温度变送器，并测试性能指标。 目标：1、掌握电子电路的识图方法和基本步骤。 2、掌握温度变送器的特点和选型及电子元件的基本参数。 3、掌握温度变送器处理电路的设计方法。 4、掌握温度变送器的设计流程和技术指标。 5、掌握温度变送器的测量原理和使用方法。 6、熟悉电子电路的计算机辅助设计。 二、工作过程及原理 温度变送器采用热电偶、热电阻、热敏电阻等传感器作为测温元件，输出信号送到变送器 模块，经过稳压滤波、运算放大、调零电路、非线性校正、信号转换及反向保护等电路处理后， 转换成与温度成线性关系的标准信号。输出信号主要有电压和电流两种类型，电流信号一般是 直流 4-20mA 或 0-20mA，电压信号一般是直流 1-5V 或 0-10V。 温度变送器从工作原理方面分析，可分为测量和放大两部分，如图 5.1-1 所示。测量部分 主要是通过检测元件温度传感器，如金属热电阻、半导体热敏电阻和热电偶等把待测温度 Ti 转 换成电阻或电势 Xi，对于不易于传输的电阻信号要通过转换电路（如直流电桥）变成直流电压 信号 Ui，在经过调零和反馈信号的叠加放大后，最终得到标准电流输出信号 4-20mA，或者电压 信号 0-10V。
温度变送器设计与实现-文档资料
2.1学习目标 掌握模拟信号的基本变换方法。掌握使用集成运 算放大器将uA级温度传感器信号转换为0-5V的标 准信号的设计思路和电路调试方法。 2.2工作任务 2.2.1工作任务名称 AD592温度传感器信号变送电路的设计与实现。 2.2.2工作任务背景 变送器是将传感器测得的各种工艺信号（温度、压 力、流量、液位等）转换成标准信号的设备，广 泛应用于各种工业测控系统中。
2.2.3 AD592温度变送器技术标准 （1）供电12VDC （2）变送器输入温度范围：0-100摄氏度 （3）变送器输出电压范围：0-5V DC （4）精度等级：0.5级 （5）负载阻抗： >1 MΩ （6）限制条件： 0V ≤输出电压≤5V
2.3任务知识点 2.3.1什么是传感器 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感 受规定的被测量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”。 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。
目前工业上常用的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传 感器、物位传感器、成分传感器等。 传感器的输出信号类型 以输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。 数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号。 准数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短 开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值 时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
2.3.3为何要对传感器输出信号进行调理和转换 模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、 流量、运动、位置、PH、光强等。通常，传感器 信号不能直接转换为数字数据，这是因为传感器 输出是相当小的电压、电流或电阻变化，因此， 在变换为数字数据之前必须进行调理。调理就是 放大、缓冲或定标模拟信号，使其适合于模/数转 换器(ADC)的输入。然后，ADC对模拟信号进行 数字化，并把数字信号送到微控制器或其他数字 器件，以便用于系统的数据处理。
温度变送器的设计
控制仪表及装置课程设计报告课题名称：温度变送器的设计目录一、引言 (3)二、温度变送器的作用及组成框图 (3)三、温度变送器电路的设计 (4)1、输入电路 (4)2、电压放大电路 (5)3、功率放大电路 (5)4、隔离输出 (6)5、直流-交流-直流（DC/AC/DC）变换器 (7)6、热电阻温度变送器量程单元 (10)7、线性化原理及电路设计 (11)8、引线电阻补偿电路 (13)9、输出电路 (13)四、总电路 (16)五、课程设计总结 (17)六、参考文献 (18)一、引言目前在电厂测温系统中，有很大一部分设计是采用热电阻温度变送器，将温度信号转换成4～20mA的直流电流后再送到二次仪表或其它数据采集系统进行温度显示。
这样一来，每一个测温元件都需要一个温度变送器。
电阻温度变送器是热电阻温度传感器与变送器的完美结合，以十分简捷的方式把-200~+600 ℃范围内的温度信号转换为二线制 4~20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、 DCS 等，实现对温度的精确测量和控制。
温度变送器是现代工业现场、科研院所温度测控的更新换代产品，是集散系统、数字总线系统的必备产品。
一体化热电阻温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。
二、温度变送器的作用及组成框图变送器的作用是分别将各种工艺变量（如温度、压力、流量、液位）和电、气信号（如电压、电流、频率、气压信号等）转换成相应的统一标准信号。
图2-1 温度变送器结构方框图图2-2变送器构成原理图 三、温度变送器电路的设计1、 输入电路保护电路的设计所采用的输入电路和乘法运算器里的输入电路相一致，其结构图如图3-1所示。
图3-1 输入电路输入电路的作用是从输入信号中减去与运算无关的1V 电压，并将以0V 为基准的信号移至以电平B U 为基准。
在图2-1中，当IC1为理想运算放大器时，则有41111)(R R U U R U B F ++=（2-1）32213)5.0(R R U R U R U B i T +-+= （2-2） 因U F =U T ，且R1=R2=500K Ω，R3=R4=250K Ω，其中N=21， 则 )1(21111-=i U U （2-3） 2、电压放大电路电压放大电路由集成运算放大器构成。
热电偶测温变送器设计与制作 实习报告
学院实习报告系部名称：专业：班级：学生姓名：课程名称：热工仪表实习实习名称：热电偶测温变送器设计与制作指导教师：教务处制第1页共6页实习名称：热电偶测温变送器设计与制作学生姓名：同组者姓名：实习时间：2010.11.15 ～11.19实习地点：一、实习目的与要求学习热工仪表中数据采集、补偿、放大、矫正等知识。
二、使用设备、工具、材料名称和型号主要器材：万用表（可测毫伏）、温度计、加热炉、集成放大器、几欧姆---几十千欧姆电阻若干、细长漆包线、K分度热电偶等。
三、实验原理1．热电偶测温原理下图为热电偶测温原理图，热电偶的热端与被测物体接线，温度为t。
mv冰水混合液A Bt图-1热电偶的冷端放在冰水混合液中，整个回路的电动势由右边的毫伏表读出，以此读数查表即可得热端被测物体的温度。
第2页共6页但测温方法有不少缺点，如冷端必须处于0℃，又如回路的电动势为毫伏级，一般电压表难以准确读数，并且回路的电阻会影响对电动势测的测量。
为了方便且准确测量热端电动势，我们设计了-------热电偶测温变送器，该变送器将对冷端进行补偿，并将电动势值进行放大，其测温范围为0~100℃。
2．冷端温度补偿电路冷端温度补偿电路如图。
在图中Rt是铜电阻，其阻值随温度升高而增加，R1、R2、R3、R3‘的阻值为随温度变化，R3’为可调电阻，调整R3’的阻值可使电桥A、B的两端的电压相等。
稳压管D，电阻R7、R6及电源E组成的回路使D两端产生2.4V左右的稳定电压，调整R6的阻值可改变D两端的电压。
稳压管产生的稳定电压经R4、R5串联后向电桥供电。
调整R4可改变经过Rt的电流。
R5R4R2R1Rt R3R3'R7R6DS E=9V在此次实验中，我们用漆包线绕制了一个铜电阻，其电阻值Rt=3.0Ω，测得自制热电阻阻值随温度变化数据如下表铜电阻阻值随温度变化记录表温度/℃18 20 25 30 35 40 45 50 55 阻值/Ω 3.6 3.6 3.7 3.7 3.8 3.9 3.9 4.0 4.0 温度/℃60 65 70 75 80 85 90 95 96 阻值/Ω 4.1 4.1 4.2 4.3 4.3 4.4 4.5 4.6 4.6第3页共6页可以计算得，该铜电阻的温度系数：=4.27×10-3℃-1R4的取值：若R4取值较小，则R t中的电流较大，取值较大，而Rt中的电流大小直接影响电桥A端电压随温度的变化。
温度变送器
温度变送器原理Pt100的电阻受温度的变化而变化，Rt=R0(1+aT)=100(1+0.00392T)，其中T 为温度，Rt的单位为欧姆，Rt与温度呈有一个零点的线性关系。
要求温度输出0～100℃时，输出电压为0～5V。
温度变送器设计要点：（1）为了将温度的变化转化成电压的变化，需设计一个恒流电路，使电阻的变化转化成电压的变化；（2）因为Vt=Rt×Is=100×Is+0.392T×Is，因此需要设计一个恒压抬高电路，抵消100×Is，使温度与电压呈线性关系；（3）因为Pt100的电路变化比较小，因此需要放大器。
变送器原理：由图1可知：（1）系统前级电路由三极管、二极管和稳压管组成的电路产生恒定的电流Is，使Vi随温度的变化而变化；（2） Vi为铂电阻的转换电压，U1和U2组成二级放大器，Vi1为一级放大电压，V11抬高电压，Vo为最终输出电压(0~10V),Vo1输出0~5V；（3） U3是射极跟随器，产生稳定的抬高电压V11。
Vi1 2.2K V oo1V2 I S图1 温度变送电路Vi有关参数推导：Vi=Is*Rt=100(1+0.00392T)*Is 7661545R R R Vi R R R Vi +⨯=+⨯ 将电阻值代入（2）式得：Vi1=10Vi=1000(1+0.00392T)*Is （3）11111011)11(9891V R R R V Vo R R R Vi ++⨯-=+⨯将电阻代入（4）得：Vo=10(Vi1-V11)=10(10Vi-V11)再将（1）代如（5）得：V o=10[1000(1+0.00392T)*Is-V11]=10000*Is-10V11+39.2*Is*T （6）为了达到好的补偿效果，令V0=10(V)，T=100(℃)10000*Is-10V11=0则：)151413()1514(211R RR R R V V +++⨯=温度变送器的调试：（1）调节R2使Is 为2.55(mA)；（2）调节R14使V11的电压为2.55(V)；（3）调节R16使V o1为V o 的一半。
室外温度变送器程序设计
室外温度变送器程序设计
一个项目使用上室外温度变送器了，但是在调试时发现，室外温度变送器一般是4-20ma/-50℃---+50℃调试任务比较忙，还请各位老师帮忙给个设计思路或程序，在这先谢谢了！我的邮箱是：ngxsheng@
最佳答案
4-20ma的模拟量输入，对应西门子200的plc的数字量的值为6400-32000
则这个6400-32000则正好对应外部温度的-50°----+50°则得到每一度温度对应的数字量为，（32000-6400）/100=256/°
那么模拟量输入通道，假设是从aiw0中的得到了模数转换后的数值
则在plc程序中编写这段程序，就可以直接变成温度的数值了，
实际温度值=((aiw0-6400)/256)-50
得到这个实际温度值，后面的程序就更具实际需要使用了。
电流型热电偶温度变送器的设计
电流型热电偶温度变送器的设计一、前言热电偶是工业上广泛使用的温度传感器，它最大的优势就在于温度测量范围极宽，理论上从-270℃的极低温度到2800℃的超高温度都可以测量，并且实际应用中在600℃-2000℃的温度范围内可以进行最精确的温度测量。
在化工、石油、电力、冶炼等行业的自动化控制系统中热电偶发挥着对温度的监控作用。
因此我们开发设计出一套具有较高精度和稳定性的实用性K型热电偶温度变送器。
二、设计构架1．设计要求整套系统要求在0～100℃范围对应输出4mA～20mA的电流型温度变送器。
在实际的工业化需求中，往往需要设计为标准信号的变送器，以便与仪表和后续接口电路兼容。
在输出为模拟信号时，有电压型和电流型两种变送器。
电压型变送器的输出为0～5v，虽然其在信号处理方面具有优势，但抗干扰能力较差，在远距离传输时信号衰减大，而电流型变送器却在这方面独具优势。
因此在工业实践中得以广泛应用。
通常，电流型变送器有输出0～20mA和4～20mA两种。
对于输出0～20mA的变送器，虽然电路调试及数据处理都比较简单。
但对于输出4～20mA的变送器，能够在传感器线路不通时，通过是否能检测到正常范围内的电流，判断电路是否出现故障，因此使用更为普遍。
2．电路功能(1)信号的放大热电偶测温的原理是基于热电转换效应。
虽然它集放热、转换为一体，能直接实现温度到电压的输出，但输出幅度很微小。
如K型热电偶的灵敏度为0.04mv/℃。
因此，对其信号必须进行放大。
(2)温度补偿当热电偶测温时，其冷端温度受环境变换影响较大，从而会影响最后测量的电信号。
为了能得到稳定的电信号，以便算出真实的待测温度，需要对热电偶的冷端进行温度补偿。
3．原理框图4．主要器件热电偶作为感温元件，采集温度信号；铂电阻作为补偿电阻，补偿热电偶的冷端温度；XTR101为小信号处理专用芯片，将输入的微弱信号放大后便于远端传输；RL为远端的负载电阻，便于电信号的测量。
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6、掌握电路制作的工艺流程、操作规范和计算机辅助设计方法。
二、任务实施
1、教师向学生介绍测量工作原理。
2、各组设计出系统最佳设计方案。
3、应用protel软件画出电路原理图和印刷电路板（PCB）图。
4、各组分发电工工具和电子器件，按工艺流程制作温度变送器。
5、变送器电路组装、调试和性能指标测试。
4、电子耗材：焊锡、导线等。
五、课后作业
1、编写一份温度变送器设计制作报告。（概念、设计、制作、调试等）
2、编写一份产品说明书。（功能、特点、用途、使用方法和适用范围等）
五、报告人员：
组号：姓名：日期：
温度测量精度：1℃；
变送器输出：DC 0-2V;
供电电源：DC12V;
2、每组制作一台温度变送器，并测试性能指标。
目的：1、掌握应用网络资源学会调研、数据分析和整理。
2、提高学生学习的自觉性和积极性与自学能力。
3、激发学生对自己所学专业的兴趣，增强自身发展信心。
4、掌握温度变送器的设计流程和技术指标。
三、任务评价
1、各组实物展示汇报自己创作的成果，各小组之间互评成果等级。
2、每个同学根据自己在本组所承担的任务和贡献，自评成绩等级。
3、教师点评各组团队合作表现与成果质量，并评定各组成绩等级。
备注：学生任务评价指标体系
任务评价指标（100分）
自评等级
互评等级
教师等级
查阅资料能力（10分）
语言文字能力（5分）
一、温度变送器设计与制作
专业
测控技术与仪器
课程名称
测控技术与系统
教学任务
温度变送器设计与制作
地点
实验室305 316
教学对象Βιβλιοθήκη 测控专业1141和1142课时
第1次4学时
一、任务布置
内容：1、温度变送器设计与制作。
要求：1、设计一台温度变送器电路原理图，性能指标如下：
适配传感器：热电阻PT100;
温度测量范围：0-200℃;
团队合作精神（5分）
理论设计能力（20分）
实践技能技巧（5分）
故障排除能力（10分）
独立工作能力（10分）
独特创新能力（10分）
任务完成质量（20分）
最佳成果奖励（5分）
最终成绩累计
四、实验设施
1、实验设备：直流稳压源12台；
2、电工工具：万用表、钳子、电烙铁等常用工具12套；
3、电子器材：温度变送器套件12套；