热电偶温度传感器设计报告..doc

传感器课程设计 设计题目：热电偶温度传感器 2010年12月30日 目录 1、序言…………………………………………………………………3 2、方案设计及论证……………………………………………………4 3、设计图纸……………………………………………………………9 4、设计心得和体会……………………………………………………10 5、主要参考文献………………………………………………………11 一、序言 随着信息时代的到来，传感器技术已经成为国内外优先发展的科技领域之一。测控系统的设计通常是从对象信息的有效获取开始的不同种类的物理量不仅需要不同种类的传感器进行采集，而且因信号性质的不同，还需要采用不同的测量电路对信号进行调理以满足测量的要去。因此，触感其与检测技术在现代测量与控制系统中具有非常重要的地位。 而在所有的传感器中，热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合。 因此，我们想设计一种热电偶传感器能够在低温下使用，可以适用于试验和科研中，测量为温度范围：-200 ℃ ~500 ℃，电路不太复杂的简易的热电偶温度传感器，考虑到制作材料相对便宜，我们选择了铜-铜镍（康铜）。在选择测量电路时，我们从简单，符合测量范围要求及热电偶的技术特性，我们采用了AD592对T型热电偶进行冷结点的补偿电路。这种型号的电路允许的误差（0.5 ℃ 或0.004x|t|）相对于其他类型的热电偶具有测量温度精度高，稳定好，低温时灵敏度高，价格低廉。能较好的满足测量范围。 热电偶同其它种温度计相比具有如下特点：a、优点·热电偶可将温度量转换成电量进行检测，对于温度的测量、控制，以及对温度信号的放大、变换等都很方便，·结构简单，制造容易，·价格便宜，·惰性小，·准确度高，·测温范围广，·能适应各种测量对象的要求（特定部位或狭小场所），如点温和面温的测量，·适于远距离测量和控制。b、缺点·测量准确度难以超过0.2，·必须有参考端，并且温度要保持恒定。·在高温或长期使用时，因受被测介质影响或气氛腐蚀作用（如氧化、还原）等而发生劣化。 1、热电偶工作原理: 如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温差时，就会在回路中产生电流，那么两端之间就会存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势的大小只与热电偶导体材质以及两端温差有关，与热电偶导体的长度、直径无关。 温度测量范围和允许误差 热电偶名称 型号 分度号 允差等级 测量范围(℃) 允 差 (参考端为0℃) 铂铑30-铂铑6 WRB(WRR) B 2级 600～1700 ±0.0025∣t∣ 3级 600～800 ±4℃ 800～1700 ±0.005∣t∣ 铂铑10-铂 WRS(WRP) S 2级 0～600 ±1.5℃ 600～1600 ±0.0025∣t∣ 铂铑13-铂 WRR(WRQ) R 2级 0～600 ±1.5℃ 600～1600 ±0.0025∣t∣ 镍铬-镍硅 WRK(WRN) K 2级 -40～333 ±2.5℃ 333～1200 ±0.0075∣t∣ 镍铬-铜镍 WRE E 2级 -40～333 ±2.5℃ 333～900 ±0.0075∣t∣ 铜-铜镍 WRT(WRC) T 2级 -40～133 ±1℃ 133～350 ±0.0075∣t∣ 铁-铜镍 WRJ(WRF) J 2级 -40～+333 ±2.5℃ 333～750 ±0.0075∣t∣ 镍铬硅-镍硅镁 WRN(WRM) N 2级 -40～333 ±2.5℃ 333～1200 ±0.0075∣t∣ 钨铼3-钨铼25 WRW3 WRe3- WRe25(W3、D) ? 200～2000 ±1.0%∣t∣ 钨铼5-钨铼26 WRW5 WRe5- WRe25 (W5、C) ? 200～2000 ±1.0%∣t∣ 铂热电阻 WZP Pt100 A -200～420 ±(0.15+0.002∣t∣) B ±(0.30+0.005∣t∣) 铜热电阻 WZC Cu50 ? -50～150 ±(0.30+0.006∣t∣) 由上个表格，我们拟定使用T型。 热响应时间：????在温度出现阶跃变化时，热电偶或热电阻的输出变化至相当于该阶跃变化的50%所需要的时间，称为热响应