1、测控电路课程设计题目：PT100 温度变送器设计学院：物理与信息工程学院专业：测控技术与仪器班号：B10072021姓名：李沙学号：201007202118一、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，实验原理图三，实验材料芯片 LM324（内含 4 个放大器）一个，4 个 10K 的电阻，6 个 100K的电阻，2 个 200K 的电阻，3 个滑动变阻器（502,401,201 各一个）四，实验步骤1.将 PT100 调至 100 接入电路，分别
2、测 Uo1 和 Uo2,调滑动变阻器104 和 502，使其电压均接近于 1V,并且 Uo1 Uo2。对电路信号放大部分先进行调零：测 Uo 的值并调节 502，是输出为 0.3V,再对电路信号放大部分进行调满：先将 PT100 调至 247 接入电路, 再测 Uo的值并调节 104，使输出为 1.5V。如此反复对该电路进行调零和调满的操作，使其输出稳定在 0.3V-1.5V 之间即可。2.测实验数据：调节 PT100 的阻值，使其以每隔 50 的 阻 值 接 入 电路 ， 再 测 输 出 Uo 的 值 ， 电 流 源 电 路 接 好 后 ， 开 始 测 电 流 的 输 出 。测 量 时 应
3、按 PT100 的 阻 值 增 大 时 测 一 次 ， 再 依 次 减 小 其 阻 值 测 一次 。五，准备材料1，热电阻 pt100de 分度表0 1 2 3 4 5 6 7 8 9温度 电阻值（）010203040100.00103.90107.79111.67115.54100.39104.29108.18112.06115.93100.78104.68108.57112.45116.31101.17105.07108.96112.83116.70101.56105.46109.35113.22117.08101.95105.85109.73113.61117.47102.34106.2
4、4110.12114.00117.86102.73106.63110.51114.38118.24103.12107.02110.90114.77118.63103.51107.40111.29115.15119.015060708090 119.40123.24127.08130.90134.71119.78123.63127.46131.28135.09120.17124.01127.84131.66135.47120.55124.39128.22132.04135.85120.94124.78128.61132.42136.23121.32125.16128.99132.80136.61
5、121.71125.54129.37133.18136.99122.09125.93129.75133.57137.37122.47126.31130.13133.95137.75122.86126.69130.52134.33138.13100110120130140138.51142.29146.07149.83153.58138.88142.67146.44150.21153.96139.26143.05146.82150.58154.33139.64143.43147.20150.96154.71140.02143.80147.57151.33155.08140.40144.18147
6、.95151.71155.46140.78144.56148.33152.08155.83141.16144.94148.70152.46156.20141.54145.31149.08152.83156.58141.91145.69149.46153.21156.95150160170180190157.33161.05164.77168.48172.17157.70161.43165.14168.85172.54158.07161.80165.51169.22172.91158.45162.17165.89169.59173.28158.82162.54166.26169.96173.65
7、159.19162.91166.63170.33174.02159.56163.29167.00170.70174.38159.94163.66167.37171.07174.75160.31164.03167.74171.43175.12160.68164.40168.11171.80175.49200210220230240175.86179.53183.19186.84190.47176.22179.89183.55187.20190.84176.59180.26183.92187.56191.20176.96180.63184.28187.93191.56177.33180.99184
8、.65188.29191.92177.69181.36185.01188.66192.29178.06181.72185.38189.02192.65178.43182.09185.74189.38193.01178.79182.46186.11189.75193.37179.16182.82186.47190.11193.74250260270280290194.10197.71201.31204.90208.48194.46198.07201.67205.26208.84194.82198.43202.03205.62209.20195.18198.79202.39205.98209.56
9、195.55199.15202.75206.34209.91195.91199.51203.11206.70210.27196.27199.87203.47207.05210.63196.63200.23203.83207.41210.98196.99200.59204.19207.77211.34197.35200.95204.55208.13211.70300310320330340212.05215.61219.15222.68226.21212.41215.96219.51223.04226.56212.76216.32219.86223.39226.91213.12216.67220
10、.21223.74227.26213.48217.03220.57224.09227.61213.83217.38220.92224.45227.96214.19217.74221.27224.80228.31214.54218.09221.63225.15228.66214.90218.44221.98225.50229.02215.25218.80222.33225.85229.37350360370380390229.72233.21236.70240.18243.64230.07233.56237.05240.52243.99230.42233.91237.40240.87244.33
11、230.77234.26237.74241.22244.68231.12234.61238.09241.56245.02231.47234.96238.44241.91245.37231.82235.31238.79242.26245.71232.17235.66239.13242.60246.06232.52236.00239.48242.95246.40232.87236.35239.83243.29246.75400410420430440247.09250.53253.96257.38260.78247.44250.88254.30257.72261.12247.78251.22254
12、.65258.06261.46248.13251.56254.99258.40261.80248.47251.91255.33258.74262.14248.81252.25255.67259.08262.48249.16252.59256.01259.42262.82249.50252.93256.35259.76263.16245.85253.28256.70260.10263.50250.19253.62257.04260.44263.84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
13、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=Rt01+ （ 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 ； 为 温 度 系 数 。 半导 体
14、 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 -50300 左 右 ， 大 量 用 于 家 电 和 汽 车 用 温 度 检 测 和 控 制 。 金 属 热电 阻 一 般 适 用 于 -200500 范 围 内 的 温 度 测
15、 量 ， 其 特 点 是 测 量 准确 、 稳 定 性 好 、 性 能 可 靠 ， 在 程 控 制 中 的 应 用 极 其 广 泛 。 工 业 上常 用 金 属 热 电 阻 从 电 阻 随 温 度 的 变 化 来 看 ， 大 部 分 金 属 导 体 都 有这 个 性 质 ， 但 并 不 是 都 能 用 作 测 温 热 电 阻 ， 作 为 热 电 阻 的 金 属 材料 一 般 要 求 ： 尽 可 能 大 而 且 稳 定 的 温 度 系 数 、 电 阻 率 要 大 （ 在 同样 灵 敏 度 下 减 小 传 感 器 的 尺 寸 ） 、 在 使 用 的 温 度 范 围 内 具 有 稳 定的 化 学 物
16、 理 性 能 、 材 料 的 复 制 性 好 、 电 阻 值 随 温 度 变 化 要 有 间 值函 数 关 系 （ 最 好 呈 线 性 关 系 ） 。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
17、 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，芯片 MS324 的引脚图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
18、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 。六，数据处理U 与 PT100 的关系图PT100 100.0 119.4 138.5 157.3 175.9 194.1 212.0 229.7 247.1U(v) 0.49 0.77 1.02 1.28 1.54 1.79 2.03 2.27 2.50A（mA) 4.00 6.16 8.20 10.20 12.28 14.24 16.24 18.16 20.00A 与 PT100 的关系图七实验分析 KR VUoRVUoRR2.546780 5.1,247,3.0,1 80)1(5
19、)102)(942(622分 别 代 入 可 得 ：将代 入 数 据 可 得 ： 得 ：由 实 验 原 理 中 的 公 式 可KRmAiVUoRiiii15.062, 1610)37(7)0(1代 入 得 ：将 代 入 数 据 得 ：由七，实验总结虽然几次的实验课很快就过去了，但它在我的心中留下了深刻的印象，印象最深的是实验之初我们组的三人都想锻炼自己的焊接技术而分组的事情，虽然我们在焊接技术方面的功力都得到了锻炼，但比起一些组来说我们在得到实验结果方面还是多花了不少时间，毕竟一人计短多人计长，从中我学会了合作的重要性。再者，在焊接的过程中我们发现与人合作还是比一人孤军奋战来的容易。在来就是本来我可以在第二次实验时完成调试的，但是由于没有准备充分，在很多地方不是很懂，还好在实验老师和同学的耐心讲解指点下最终还是调试成功了。在实验老师和同学的帮助下，实验很轻松的就做完了。从我在没有人的帮助之下的调试失败中我明白合作的重要性，更明白我的知识贮备是多么的匮乏，所以在今后的学习中我一定要好好的贮备我所需的知识以尽量避免以后的失败。
