热电偶温度传感器结题PPT

天津工业大学理学院传感器课程设计设计题目：热电偶温度传感器设计者（学号）：吴海龙（0810830116）刘鑫（0810830110）刘庆东（0810830109）联系方式：邮箱[e-mail]手机：158228832932010年12月30日目录1、序言2、方案设计及论证3、设计图纸4、设计心得和体会5、主要参考文献一、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。二、设计方案及论证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。2、热电偶温度温度传感器结构图示意：补偿导线补偿器铜导线显示仪表如上图，T型热电偶传感器在测量温度时，尖端（测量端）的敏感元件把测量对象的温度通过补偿导线传到补偿器（由于热电偶传感器存在基准结点要求保持稳定，但对于工业方面作为基准结点使用时，基准结点的温度保持恒定非常困难，这就需要补偿器来保持节点稳定，这里我们采用的是AD592制作的补偿器，在后面我们会具体介绍）中，补偿器把测得的温度信号转化为电信号，电信号经过铜导线传送到接收端。它可以直接与显示仪表（如电子电位差计、数字表等）配套使用，也可以与温度变送器配套，传换为标准电流信号。3、热电偶传感器工作原理3、主要技术参数和公式：I、T型热电偶温度传感器是非标准分度热电偶传感器中应用较多的一种，尤其在低温下使用更为普遍，测量范围为-200℃到+200℃，多用于实验室和科研中，其分度号为T。由于T型热电偶温度传感器电极热电特性复制性差，所以T型热电偶温度传感器的热电势也不一致。T型热电偶温度传感器中的热电势与温度的关系可以近似地由下式决定E=at+bt^2式中Et---热电偶（冷端为0℃时）；a、b---常数，用其测负温度时a≈-39.5℃,b≈-0.05℃II、技术特性：稳压管：REF01温度传感器集成电路：AD592运算放大器：OPAMP测量范围：-200℃~+200℃接线盒保护管热电偶热端三、设计图纸1、外形图绝缘管主视图俯视图2、电路图REF01如图，在T型热电偶传感器的电路图中，电路采用电流输出型温敏传感器AD592测量T型热电偶测试端的温度，与此同时进行冷结点补偿，再由运算放大器A1（OPAMP）将测量的信号进行放大，输出电压U。灵敏度为10mV/℃，即输出电压与被测温度成比例。REF01为稳压管，为AD592提供10V的稳定工作电压，RP1用于调节失调电压。RP2用于增益调节，R4和C1构成截止频率为1.6KHz的低通滤波器四、设计心得和体会1、本实验对我们来说最大的难点是正确选择做什么，这大概占了我们所有时间的一半。我们在决定做什么时，确实做了很大的弯路。由不知道做什么，到选择了做什么，但做到一段时间做不下去，不得不选择重新选题，从零开始做。另外就是解决如何用CAD软件画自己想要画的图，及用Protel软件画我们的EDA电路图。在这个过程中，我们有很多的沮丧和放弃的念头。2、为了获得思路，正确可行的传感器类型，我们上图书馆、网上查了很多的资料，当我们有了明确的思路时，三人分好工后，我们发现做起来其实真的不是太难。3、另外，这次课程设计给我最大收获就是：要解决一个复杂、自己想不通的问题时，查找资料很重要，尤其是去图书馆。以前很少去图书馆，以为图书馆没什么值得看的书，其实不是，是自己没有方向，没定下来要看什么书，要解决什么问题。当你明确了要干嘛时，图书馆确实能让不自己获得很多知识五、主要参考文献1、传感器与检测技术周润景郝晓霞编著2、图解触感器及应用电路陈圣林侯成晶主编3、常用传感器应用电路的设计与实践何希才编著4、传感器的理论与设计基础及其应用单成祥编著5、Protel2004电路设计