热电阻温度计的设计.docx

1、热电阻温度计的设计设计题目：设计一个采用Cu50热电阻做传感器的电子温度计电路，测温范围0100，以模拟方式显示温度，显示分辨率不低于2。（注：Cu50热电阻的温度系数取0.00425）设计思路： 本设计主要采用 Cu50热电阻做传感器来做温度计，精度要求要高，则选用Cu50热电阻的三线制的方法来接线。电路部分依然采用电桥平衡，产生电位差，经过信号放大电路，在电压表上显示温度值！系统框图：实验原理 利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而改变的性质来测量温度。实验证明多数金属导体在温度升高1时，阻值变化 0.4% 0.6%；多数具有负温度系数的半导体在温度升高1时，阻值变化3% 6%； 铜热电阻

2、优点：线性度好，电阻温度系数大、价格低、精度适中；缺点：100时，易被氧化；测温范围：-50+150。常用铜电阻分度号：Cu100和Cu50本设计采用Cu50测温范围：0100根据公式：Rt=Ro（1+t）Cu50的传感器结构图：说明：为了消除金属热电阻(几欧几十欧范围)中的引线电阻和连接导线电阻受温度变化而改变其阻值大小，从而影响热电阻测温。电桥电路部分：测温电桥两线制、三线制、四线制接法。1、 二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合

3、。2、三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。3、四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R 转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。四线制如下图：1电源E：向标准电阻RH、热电阻Rt（经a,c）、调节电阻Rr和电流表回路供电；2电流I：调节Rr，使得回路电流I调整到热电阻的规定值34mA；3电流测量线：与a和c相连4电位测量线：

4、与b和d相连5转换开关K：先后测量标准电阻RH和热电阻Rt上的电压降UH和Ut；虽然四线制在精度上较高，但是由于本设计需要到温度的显示部分，采用上述的方法不好显示，所以还是采用三线制电桥电路！信号放大电路采用：INA155放大电路INA155芯片的内部结构及其管脚！INA155的放大倍数由RG决定，由上可知，当为open时，放大倍数为10倍，当为30K的时候，放大倍数为20倍。表头显示部分：采用0-5V的电压表表头显示，对应的温度显示为0-100，其中最小刻度为2（分辨率为2）整体电路分析：调节RH，使得回路电流I调整到热电阻的规定值4-5mA根据电桥平衡公式：R1=R+Rr R2=100R3

5、=100 R4=50+Rr=100其中R为CU热电阻，根据温度的变化而变化可见温度和电阻变化成线性关系设 & 为电压和温度的关系系数,即 & = T / Uo在0时，Uo为0；在10时，Uo为=0.0268V T=0.0268*& T=10 则：&1 = 10/0.0268 18.65671 由此递推： &218.66977 &318.67413&418.680677&518.684603&618.688677 &718.69034&818.6915887&918.692559&1018.693524 则可得：& (平均)=18.68206所以放大倍数也为18.68206，调节Rd可以得到！ 电压表表头即可以显示温度。