内容发布更新时间 : 2024/11/15 12:06:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

常用温度传感器测量电路设计

实 验 指 导 书

自动化工程学院

常用温度传感器测量电路设计实验指导书

一、实验目的：

本实验要求设计并制作一个常用温度传感器测量电路，要求测量温度在 常温～100℃ 之间，输出为电压信号。该电路即可用于热电阻温度测量也可用于热电偶温度测量。

二、 基本原理:

温度测量过程原理：

图1：温度测量过程原理

温度测量过程原理如图1所示:

信号采集：由热电偶或热电阻传感器负责将被测体的相关物理量转化为电信号。 信号处理部分：负责对信号进行放大，整形，降噪,标准化等处理。 输出显示部分：负责对处理后的各种信号进行可视化处理，便于人们直观的读出相关的物理量。该部分可以是计算机 或数码管 或显示仪表等 。

该实验只涉及信号采集，信号处理部分的相关电路设计，安装，调试等内容。

设计思路:

温度检测电路总体设计思路：如图2所示，被测物体温度经过温度传感器元件以及相关转换电路转化为电压信号，经后续放大电路放大调节后输出，再用数字显示表头显示检测到的温度信号。

图2温度检测电路组成

传感器部分：

热电偶传感器：是将A和B二种不同金属材料的一端焊接而成如图3。A和B称为热电极，焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，也称热端；未焊接的一端处在温度T0称为自由端或参考端，也称冷端(接引线用来连接测量仪表的两根导线C是同样的材料，可以与A和B不同种材料)。 T与T0的温差愈大，热电偶的输出电动势愈大；温差为0时，热电偶的输出电动势为0；因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜-康铜)等等，并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。实验中用分度号为K的热电偶。

图3：热电偶示意图

表1：K热电偶温度与输出电压的关系

测量端0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 温度热 电 动 势 （mV） （℃） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 0.000 0.039 0.079 0.119 0.158 0.198 0.238 0.277 0.317 0.357 0.397 0.437 0.477 0.517 0.557 0.597 0.637 0.677 0.718 0.758 0.798 0.838 0.879 0.919 0.960 1.000 1.041 1.081 1.122 1.162 1.203 1.244 1.285 1.325 1.366 1.407 1.448 1.489 1.529 1.570 1.611 1.652 1.693 1.734 1.776 1.817 1.858 1.899 1.949 1.981 2.022 2.064 2.105 2.146 2.188 2.229 2.270 2.312 2.353 2.394 2.436 2.477 2.519 2.560 2.601 2.643 2.684 2.726 2.767 2.809 2.850 2.892 2.933 2.975 3.016 3.058 3.100 3.141 3.183 3.224 3.266 3.307 3.349 3.390 3.432 3.473 3.515 3.556 3.598 3.639 3.681 3.722 3.764 3.805 3.847 3.888 3.930 3.971 4.012 4.054 4.095 4.137 4.178 4.219 4.261 4.302 4.343 4.384 4.426 4.467 4.508 4.549 4.590 4.632 4.673 4.714 4.755 4.796 4.837 4.878 4.919 4.960 5.001 5.042 5.083 5.124 5.164 5.205 5.246 5.287 5.327 5.368 5.409 5.450 5.490 5.531 5.571 5.612 5.652 5.693 5.733 5.774 5.814 5.855 5.895 5.936 5.976 6.016 6.057 6.097 6.137 6.177 6.218 6.258 6.298 6.338 6.378 6.419 6.459 6.499 分度号：K （参考端温度为0℃）