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PT100温度采集电路rjPT100温度采集电路zrj
黄山学院
课程设计说明书
专 业: 12自动化
班 级: 卓越班
学生姓名: 吴 金 猛
指导教师:
成 绩:
年 月 日
课 程 设 计 任 务 书
课程设计题目Pt100温度传感采集电路功能
技术
指标
Pt100做一个温度显示仪器,温度范围-20到600度,精度0.1度。工作量一周
工作计划
1,2天了解pt100,采集信息
3,4天做pt100的仿真电路
5,6天总结并做报告
指导教师评语
年 月 日
第一章 绪论
第二章 电路的方框图
第三章 单元电路设计、参数计算和器件的选择
第四章 整机电路的工作原理
第五章 电路的调试与组装
结论
收获与体会
致谢
参考文献
注:各章节标题均用三号黑体、各个章节中的1级标题均为小三黑体,正文内容均为小四宋体。
参考文献至少有5篇。
例:
第一章 绪论
1.1 设计技术要求
做一个pt100的温度传感采集电路。
2 设计目的
了解,掌握一些简单路电路的设计。
第二章 电路的方框图
第三章 单元电路设计,参数计算和器件的选择
温度显示仪表系统概述
课题要求:
PT100做一个温度显示仪表,温度范围-20度到600度 ,精度0.1度
2)系统初步设计分析
温度影响PT100的电阻,也就意味着,只要测出PT100的电阻,就能测出温度,而电阻可以由设计的电路测电压或者电流计算出来,然后再将电压或者电流的模拟信号被系统采样量化转化为数字信号,再由系统进行换算,其中因为PT100的工作电流不能太大1mA左右,相应电压信号会比较微弱,所以需要放大信号,以便于后面AD采样。
数据显示
还原为温度
数据分析
数据采集
温度变化
电阻变化
电压变化
信号放大
AD采集
数字滤波
显示温度
而这个课程设计是温度显示仪表系统,所以系统主要分成三个部分,
是数据采集,也就是PT00的电路选择,信号的放大和AD转换。PT100的采样有两种,电阻接法有三中;为了防止非线性误差,有经过两级放大的,AD采样需要考虑采样倍数
是数据处理,将采集到的数据还原成温度,主要涉及两方面,一是滤波处理,二是转换为温度
数据输出也就是显示部分,在显示管上显示相应的数据
其中,数据采集部分应当是重点,因为它影响了整个系统的准确度,要克服电路本身被外界环境的影响,而数据处理应当注意数据的换算,显示部分相对比较简单。
3)关于PT100系统的一些简单数值估计
PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,由于它的电阻—温度关系的线性度非常好,如上图所示,看起来非常接近于直线。因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT)
其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度。
但是对于此次课程设计,这个精度显然不够。又找到了以下关系表达式子。
其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示:
在0~650℃范围内:
Rt =R0 (1+At+Bt2)
在-200~0℃范围内:
Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)
式中A、B、C 为常数,
A=3.96847×10-3;
B=-5.847×10-7;
C=-4.22×10-12;
所以这次课程设计的最高电阻值约为
RH=R0 (1+At+Bt2)
=100(1+3.96847×10-3*600+-5.847×10-7*600*600)
≈314.059Ω
最低电阻值约为
RL=R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)
=100(1+3.96847×10-3*-20+-5.847×10-7*-20*-20+-4.22×10-12)
≈92.16Ω
约跨度RH -RL=222Ω
其中跨温度620 ℃,采样精度0.1也就意味着差不多6200个采样点,每个采样点平均分摊0.0358Ω的电阻。
通过查阅PT100的使用说明得知,PT100的工作电流理应不超过1mA,所以两端电压值的变化量需要被检测出来的最大分辨率应该是
1mA*0.0358Ω=0.0358m
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