暑期实习传感器课程设计报告.docx

PAGE \* MERGEFORMAT19 暑期《传感器课程设计》 实习报告 学生姓名：侍小青 学 号专业班级：测控技术与仪器12-1班 同 组 者：赵妍 指导老师：潘浩 2015年 7月19日 第一部分 传感器特性测试 （7月6日—7月10日） 一、实验内容 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能实验； 电子称实验； 金属箔式应变片温度影响实验； Pt100测温特性实验； Cu50测温特性实验； （选做）其他实验，如热电偶测温性能实验、热电偶冷端温度补偿实验。 二、实验原理与步骤 参见《传感器实验指南》 三、实验总结 1）第一部分主要是在实验室做实验，第一个是金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能实验，主要的工作就是先连接好电路，然后将砝码依次放置在托盘上，然后记录电压的输出，原理就是砝码重量的变化经过金属箔式应变片转换成电阻的变化，然后经过电桥转换成电压的变化并由电压表显示； 2）电子称实验实在全桥的基础上做的，不断的调节RW3和RW2使输出的电压和输入的重量成线性关系。 3）金属箔式应变片温度影响实验也是在全桥实验的基础上加了影响温度的加热器，使温度也成为影响桥路输出的因素之一，事实证明，温度会影响应变片的线性度。 4）Pt100和Cu50的测温性能实验原理类似，步骤也差不多，都是将它们用温度源加热后阻值的变化经过桥路转换成电压的变化，然后数据处理，看它们的线性度和灵敏度，进行比较。 5）热电偶实验为选作实验，我们进行了K型热电偶温性能实验、热电偶冷端温度补偿实验和E型热电偶测温性能实验，K型和E型的方法和原理类似，都是将未加热时显示的温度当做室温，然后进行补偿，而冷端补偿实验则是测量实时室温进行冷端补偿，测量更准确，温度的变化都很缓慢，需要耐心等待。 第二部分 变送器电路实验 （7月11日—7月15日） 一、实验仪器和设备 DT9208万用表一只、＋5/24V直流电源一台、万能电路板一块、镊子一只、导线若干、XTR106等芯片、常用电子元器件若干。 二、实验步骤 回顾两线制变送器的工作原理，理解两线制变送器电路设计的原则。 了解电阻式传感器原理、测量转换线路。 阅读XTR106芯片厂家英文资料，掌握其工作基本原理。 分析图1电路的工作原理。 图1 XTR外部电路连接示意图 利用万能电路板搭建上述电路，要求分部分搭建，分成电阻桥路部分、差动放大部分、XTR本体部分，要求对前两部分电路线进行测试，确认符合相关要求时方可接入第三部分电路。 上述电路没有考虑零点、量程调整电路，请结合上述电路设计零点、量程调整电路，并实现该功能。 进行变送器性能测试。进行负载实验，给出负载范围，思考远距离信号传输中应注意的问题。 （以下8-10任选其一） 考虑如何实现应变片压力变送器的功能，包括非线性补偿问题该如何处理，并实现非线性补偿，测试补偿前后的变送器特性，要求的量程范围0-100（克）。 考虑如何实现Pt100热电阻温度变送器的功能，包括非线性补偿问题该如何处理，并实现非线性补偿，测试补偿前后的变送器特性，要求的量程范围0-200度 用XTR106设计温度变送器（Cu50），要求量程：0～50度。 三、实验内容 3.1 两线制传感器的介绍及其工作原理???? 工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广泛采用的是用4-20mA电流来传输模拟量。??? ?采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。?? ??电流型变送器将物理量转换成4-20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。当然，电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，称之为三线制变送器。 ?4-20mA电流本身就可以为变送器供电，如图1C所示。变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4-20mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4mA，因此只要在量程范围内，变送器至少有4mA供电。这使得两线制传感器的设计成为可能。 图2 四线制a、三线制b、两线制c变送器 3.2 两线制变送器电路设计的原则 两线制