传感器课程设计报告

齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩

孙凯传感器课程设计

指导教师课程名称

13-2 测控专业班级

院（系）电气学院

2016.3.4 设计日期学号吴海旺 201302051056 学生姓名

热电偶温度变送器课程设计课程设

计题目

一、主要内容型热电偶作为感温元K设计一个带冷端补偿的

温度变送器。其中我们用使冷端工作在一个易于计作为冷端的自

动补偿电路的元件，用100Gu件，把传感器的电压信号放大并自

动地变换成标准电XTR101算的环境下，用流信号。并通过对

输出电压的测量实现对温度的测量。基本要求二、

的热电偶传感器。 500°C-100（1）设计测量温度范围～）选

用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线

2（性化等问题。绘制），选型与有关计算，精度分析等。3）

有电路图（protel（ 4）采用实验室现成的热电偶进行调试。

（（5）完整的实验报告。三、主要参考资料：

2005 北京：电子工业出版社，电路设计与制版.. 赵广林

protel992007

.传感器原理及应用北京：机械工业出版社，., 程德福王君

1

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目录

3 一、设计目的…………………………………………………………二、课程

设计的任务要求 (3)

三、课程设计的基本原理 (3)

、热电偶测温原理 (3)

1 4 2、变送器原理框图…………………………………………… 4 四、课程设计的主

要内容…………………………………………… 5 1、热电

偶的选择……………………………………………… 5 2、

设计构架……………………………………………………、具体

电路的设计...................................................7 3 五、课程设计的心得与体会 (12)

六、参考文献 (13)

七、附图14 热电偶测温电路………………………………………………

2

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热电偶温度变送器设计课程设计的

目的一、 1、掌握热电偶的结构、工作原理及正确选择。2、了解变普通送器的结构及简单应用。、通过设计增加对所学知识的灵活掌握和综合应用能力。 3 二、课程设计的任务要求

任务要求：

-100~500℃的热电偶传感器）设计测量温度范围（1选用

合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非）（2 线性化等问题

3）有电路图（PROTEL绘制），选型与有关计算，精度分析等（

采用实验室现成的热电偶进行调试（4）三、课程设计的基本原理

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

3

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电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信

转换成被测介质的（二次仪表）通过电气仪表号转换成热电动势信号,

,温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在当两端存在温度梯度时, 电动势——热电动势。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。℃，电路电动势为毫伏级，0 但测温方法有很多缺点，如冷锻必须为该变送器将对冷端进行补偿，℃。不易测量等，故设计500热电偶温度变送器。 -100℃～500℃并将电动势值放大，其测温范围为、变送器原理框图 2

4

四、课程设计的主要内容 1、热电偶的选择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

℃的超高温度都可以-270℃的极低温度到2800测量范围极宽，理论上从齐鲁工业大学课程设计专用纸（附页）

℃的温度范围内可以进行最精确的600℃-2000测量，并且实际应用中在温度测量。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。热电偶主要有以下几种标准化的型号：

铂热电偶⑴（S型热电偶）铂铑10- 铂热电偶13- ⑵

（R型热电偶）铂铑 30-铂铑6热电偶⑶（B型热电偶）铂

铑 -镍硅热电偶型热电偶）镍铬⑷（K 镍硅热电偶型热电偶）镍铬硅⑸（N- 型热电偶）镍铬⑹（E-铜镍热电偶

-铜镍热电偶型热电偶）铁⑺（J 型热电偶）铜⑻（T-铜镍热电偶镍硅热电偶，此热电偶是目前镍铬K本次课程设计选用（型热电偶）-5

用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90：10，负极（KN）的名义化学成

分为：Ni：Si=97：3，其使用温度为-200~1300℃。

其主要特点：

（1）K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，

稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。

（2）K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，

氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。

2、设计构架

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）设计要求（1的电流型温度20mA4mA500℃范围对应输出～整套系统要求在-100～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