铂电阻测温实验报告

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铂电阻测温


一、设计任务本例设计的是一个测温范围为0100摄氏度的测温仪。读者应能够根
据铂电阻的特性建立传感器的模型,并设计相应的测量电路。通过本设计,应掌握以下内容:
1)了解铂电阻测温的原理,会根据铂电阻的阻值与温度的关系建立仿真模型;2)掌握铂电阻的测温电路;3)会用LabVIEW设计温度显示模板,把电路输出电压值转换成温度及参数的显二、传感器模型的建立:
金属铂电阻器性能十分稳定,在-260+630℃之间,铂电阻用做标准温度计;在0+630℃之间,铂电阻与温度的关系如下:
其中(0℃时电阻)R0=100A=3.9684×10-3B=-5.847×10-7然后把参数带入得
Rt5.847105T20.39684T100



压控函数模块
有了温度与铂电阻的关系式,我们可以建立以下的模型,如图14-1所示。V1代表温度T压控多项式函数模块用来实现上述函数,其输出为电压值,由铂电阻的原理,模型模拟的应是电阻值,所以再加一个比例系数为1的压控电阻,因此输出电阻值按算式随温度值的变化而变化。
压控电阻


三、测量电路组成与原理当温度变化时,热电阻的阻值随温度的变化而变化。对温度的测量转化为对电阻的测量,可将阻值的变化转化为电压或电流的变化输入测量仪表,通过测量电路的转换,即可得被测温度。测温电路由以下4部分组成。1)稳压环节:
稳压环节用于为后面的电路提供基准电压,如图14-2所示。稳压二极管稳压电路的输出端接电压跟随器来稳定输出电压。电压跟随器具有高输入阻抗、低输出阻抗的优




稳压二极管稳压电路是最简单的一种稳压电路,它由一个稳压二极管和一个限流电阻组成。从图14-3的稳压管稳压特性曲线可以看到,只要稳压管的电流,则稳压管就使输出稳定在附近,其中是在规定的稳压管反向工作电流下,所对应的反向工作电压。限流电阻的作用一是起限流作用,以保护稳压管;其次是当输入电压或负载电流变化时,通过该电阻上电压降的变化,取出误差信号以调节稳压管的工作电流,从而起到稳压作用。i
Uzu
Iz

Izm
14-3稳压二极管稳压特性曲线
设计稳压二极管稳压电路首先需要根据设计要求和实际电路的情况来合适的选取电
路元件,以下参数是设计前必须知道的:要求的输出电压、负载电流的最小值和最大值(或者负载的最大值和最小值)、输入电压的波动范围。2)基本放大电路
本设计没有采用电桥法测量铂电阻,是因为铂电阻测温采用单臂电桥,单臂电桥本身存在一定的非线性,为了避免电桥引入的非线性,所以采用放大电路测温。

3)矫正环节
虽然在图14-1的模型中温度的二次项系数很小,但仍存在一定程度的非线性。图14-6为铂电阻测温的总体电路。

V1
10V
100+0.39684*V1+-5.847e-005*V1*V1
V2
25Rpt26
15V
1Ohms/V
R13
100kΩ5%
2
1
3
2150%
R1
200Ω
V3
15V
100kΩKey=C
RW3
U1
OP07AH
1N4465
15V
R6
2kΩ5%
9
15V
V5
15V
15
V9
XMM1
D1
U2
OP07AH
R12
10kΩ5%
R4
V4
V11
10V
U4
OP07AH
22kΩ5%
R7
22kΩ5%
15V
V6
R10
R9
10kΩ5%
22kΩ5%
V10
15V
R5
R8
10kΩ5%
100Ω
RW2
10kΩ
50%
Key=B
15V
V7
U3
OP07AH
R15
V8
5.1kΩ5%
15V
1
2
3
100kΩKey=A
RW1
50%

14-6测量电路

其中由运放U3和电阻R8R9R15组成的反向比例放大器为电路引入负反馈,可使电路输出的线形度变好。4)输出范围的调节
铂电阻的阻值小且变化范围小,为了使输出变化明显,总体电路中又加上了反向比例放大电路,调节RW3的值可以调节输出电压的范围。14.2.3整体电路分析与设计
铂电阻测温的整体测量电路如图14-6所示,它由上节所介绍的各部分电路所组成,其中RW1用于基本放大电路调零,RW2用于调线性,RW3用于调节电压放大倍数。D1为稳压值为10V的稳压二极管,其最大直流电流为143mA。下面我们来对电路进行分析,并确定电路的参数。1稳压环节分析
将图14-6所示的稳压环节的输出端接一个负载电阻,如图14-7所示。为了确定这一负载电阻的大致范围,将与稳压环节相连的放大电路的输入端改接一个10V的直流源,然后对电路进行传递函数分析,其设置如图14-8所示,将新加入的直流源作为输入源(图中的vv11,电路的总输出端作为输出节点,接地端作为参考节点。传递函数分析的结果如图14-9所示,输入阻抗约为1.8KΩ


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/97fbab23aaea998fcc220e2c.html

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