热电阻传感器课程设计

东北石油大学

课 程 设 计

课 程 传感器课程设计

题 目 热电阻测温系统设计 院 系 电气信息工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师

任务书

课程 传感器课程设计 题目 热电阻测温系统设计 专业 姓名 学号 主要内容：

热电阻的特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精度最高。此次设计主要是利用铂热电阻的特性设计测温系统。常用电桥作热电阻的测量电路，其中可设计二线式、三线式、四线式电桥连接测量电路来高精度的测量温度。同时我们还可以利用A/D转换器将温度信号转换成电压或电流来实现温度测量。 基本要求:

1、按照实验原理：以获得被测量温度的两线制铂热电阻、一运算放大电路及一调零电阻；所述两线制铂热电阻包括一正端子、一负端子，所述运算放大电路的输入端接所述两线制铂热电阻的正端子，所述调零电阻的一端连接所述两线制铂热电阻的负端子，其另一端接入电路中；该放大器的输出电压和热电阻的电阻变化值成线性关系。

2、掌握传感器的工作原理、使用和选用方法，能根据要求选用和使用常用传感器。

主要参考资料：

[1] 夏路易,石宗义.电路原理图设计教程[M].北京希望电子出版社，2002.15-18. [2] 陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社，2002.30-35. [3] 张琳娜,刘武发.传感检测技术及应用[M].北京:中国计量出版社，1999.16-20. [4] 袁希光.传感器手册[M].北京:北京国防工业出版社，1986.16. 完成期限 2012.6.25—2012.6.29 指导教师 专业负责人

传感器课程设计

摘 要

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度 检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、 加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。

温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。

关键词：传感器；Pt100热电阻；温度测量

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目 录

一 、设计要求................................................................................................................. 1 二、方案设计................................................................................................................... 1

1、方案一 ................................................................................................................ 1 2、方案二 ................................................................................................................ 1 三、传感器工作原理....................................................................................................... 2 四、电路的工作原理....................................................................................................... 3 五、单元电路设计、参数计算和器件选择................................................................... 3

1、单元电路设计 .................................................................................................... 3 2、参数计算 ............................................................................................................ 5 3、器件选择 ............................................................................................................ 5 4、系统需要的元器件清单 .................................................................................... 6 六、总结........................................................................................................................... 6 参考文献........................................................................................................................... 8

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热电阻测温系统设计

一 、设计要求

功能要求: 1、利用热电阻将温度转化成电压信号再进过计算得到温度值；

2、利用模数转换器实现温度测量；

3、利用铂热电阻作温度传感器的电桥和放大电

指标要求: 1、测温范围：-200～600摄氏度；

2、测温精度：0.1摄氏度； 3、 稳定性：0.1摄氏度

二、方案设计

1、方案一 设计一个恒流源通过Pt100 热电阻，通过检测Pt100 上电压的变化来换算出温度。此方案由测温电路，电压放大电路，A/D转换电路及LCD显示电路组成， 电源 温度采集 信号调理 AD转换 单片机 显示

图1 方案一原理方框图 2、方案二

采用惠斯顿电桥，电桥的四个电阻中三个是恒定的，另一个用Pt100 热电阻，当Pt100电阻值变化时，测试端产生一个电势差，由此电势差换算出温度。

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