热电偶温度变送器课程设计
课程设计大纲
学院名称
课程名称
开课教研室
执笔人
审定人
修（制）订日期
山东轻工业学院
课程设计任务书
一、主要内容
设计一个带冷端补偿的温度变送器。其中我们用K型热电偶作为感温元件，用
Gu作为冷端的自动补偿电路的元件，使冷端工作在一个易于计算的环境下，用100
XTR101把传感器的电压信号放大并自动地变换成标准电流信号。并通过对输出电压的
测量实现对温度的测量。
二、基本要求
（1）设计测量温度范围-100～500°C的热电偶传感器。
（2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问
题。
（3）有电路图（protel绘制），选型与有关计算，精度分析等。
（4）采用实验室现成的热电偶进行调试。
（5）完整的实验报告。
三、主要参考资料：
赵广林. protel99电路设计与制版.北京：电子工业出版社，2005
程德福,王君.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，2007
完成期限：自2010 年12 月27 日至2010年12 月31 日指导教师：教研室主任：
目录
一、设计目的目的 (4)
二、课程设计的任务要求 (4)
三、课程设计的基本原理 (4)
1、热电偶测温原理 (4)
2、变送器原理框图 (4)
四、课程设计的主要内容 (5)
1、热电偶的选择 (5)
2、设计构架 (6)
3、具体电路的设计 (7)
五、课程设计的心得与体会 (12)
六、参考文献 (12)
附图 PCB布线图 (13)
热电偶温度变送器设计
一、课程设计的目的
1、掌握热电偶的结构、工作原理及正确选择。
2、了解变普通送器的结构及简单应用。
3、通过设计增加对所学知识的灵活掌握和综合应用能力。
二、课程设计的任务要求
任务要求：
（1）设计测量温度范围-100~500℃的热电偶传感器
（2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题
（3）有电路图（PROTEL绘制），选型与有关计算，精度分析等
（4）采用实验室现成的热电偶进行调试
三、课程设计的基本原理
1、热电偶测温原理：
下图为热电偶测温原理图，热电偶的热端与被测物体接线，温度为t。
A
图1 热电偶测温原理图
电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势。
热电偶的冷端放在冰水混合液中，整个回路的电动势由右边的毫伏表读出，以此读数查表即可得热端被测物体的温度。
但测温方法有很多缺点，如冷锻必须为0℃，电路电动势为毫伏级，不易测量等，故设计热电偶温度变送器。该变送器将对冷端进行补偿，并将电动势值放大，其测温范围为-100～500℃。
2、变送器原理框图
图2变送器原理框图
四、课程设计的主要内容
1、热电偶的选择
热电偶是工业上广泛使用的温度传感器，它最大的优势就在于温度测量范围极宽，理论上从-270℃的极低温度到2800℃的超高温度都可以测量，并且实际应用中在600℃-2000℃的温度范围内可以进行最精确的温度测量。在化工、石油、电力、冶炼等行业的自动化控制系统中热电偶发挥着对温度的监控作用。热电偶主要有以下几种标准化的型号：
⑴（S型热电偶）铂铑10-铂热电偶
⑵（R型热电偶）铂铑13-铂热电偶
⑶（B型热电偶）铂铑30-铂铑6热电偶
⑷（K型热电偶）镍铬-镍硅热电偶
⑸（N型热电偶）镍铬硅-镍硅热电偶
⑹（E型热电偶）镍铬-铜镍热电偶
⑺（J型热电偶）铁-铜镍热电偶
⑻（T型热电偶）铜-铜镍热电偶
本次课程设计选用（K型热电偶）镍铬-镍硅热电偶，此热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶，其用量为其他热电偶的总和。正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90：10，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=97：3，其使用温度为-200~1300℃。其主要特点：
（1）K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。
（2）K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛中。
2、设计构架
（1）设计要求
整套系统要求在-100～500℃范围对应输出4mA～20mA的电流型温度变送器。
在实际的工业化需求中，往往需要设计为标准信号的变送器，以便与仪表和后续接口电路兼容。在输出为模拟信号时，有电压型和电流型两种变送器。电压型变送器的输出为0～5v，虽然其在信号处理方面具有优势，但抗干扰能力较差，在远距离传输时信号衰减大，而电流型变送器却在这方面独具优势。因此在工业实践中得以广泛应用。
通常，电流型变送器有输出0～20mA和4～20mA两种。对于输出0～20mA的变送器，虽然电路调试及数据处理都比较简单。但对于输出4～20mA的变送器，能够在传感器线路不通时，通过是否能检测到正常范围内的电流，判断电路是否出现故障，因此使用更为普遍。
（2）电路功能
【1】温度补偿
图 3 补偿电路
当热电偶测温时，其冷端温度受环境变换影响较大，从而会影响最后测量的电信号。为了能得到稳定的电信号，以便算出真实的待测温度，需要对热电偶的冷端进行温度偿。
【2】信号的放大
热电偶测温的原理是基于热电转换效应。虽然它集放热、转换为一体，能直接实现温度到电压的输出，但输出幅度很微小。如K型热电偶的灵敏度为0.04mv/℃。因此，对其信号必须进行放大。
【3】主要器件
A、热电偶作为感温元件，采集温度信号；
B、铜电阻作为补偿电阻，补偿热电偶的冷端温度；
C、XTR101为小信号处理专用芯片，将输入的微弱信号放大后便于远端传输；
D、RL负载电阻，便于电信号的测量。
3、具体电路的设计
(1)XTR101信号调理芯片
为了得到稳定的4mA~20mA的输出电流，我们选用常用的信号放大芯片XTR101。
XTR101通用型变送器单片模块电路，可把传感器的电压信号自动地变换成标准电流信号。内含一个高精度的仪表放大器、一个电压/电流变换器和二个相同的1mA精密恒流源基准。该电路失调电压低，最大为30uV，漂移小，最大为0.75uV/℃，外接元件可适于远程信号传输变换和热电偶、电阻温度计、热敏电阻以及应变计电桥登多种工作状态的变送器电路。实际应用时，应在输出端外加一个功率管，使工作时的热源外移，以保证其工作稳定性。
传感器的电压信号由3、4脚输入，5、6脚外接电阻Rs可以调节输出满幅度，1、2、14脚外接电位器组成出示调零电路，10、11脚分别输出两个1mA恒流，可以用于传感器供电，8脚接电源正端（也且是环流注入端），7脚通过负载电阻RL接电源负极（也是环流信号输出端），12、8、9可外接功率管。
XTR101两线制变送器的优点是抗干扰能力很强，长期运转导致的压降、电机噪音、继电器、电力拖动装置、电器开关、电流互感器和工作设备电源的频繁切换启动均无影响。它的工作温度范围为-40℃至80℃。
XTR101芯片电路图如图2所示，R1=1kΩ，R2=52.6Ω，R3=R4=1.25kΩ，Rs为调增益的电阻。
图4 XTR101芯片内部电路图
(43)
1V V Ein
I Rs Rs -=
=；(13)23V V I R -=；(14)34
V V I R -=。 且412I I I =+;310.1;4I I mA I Ie =+=。 可导出：20.11250
Ein
Ein
Ie mA Rs =++ （1—1）
又因为R1两端电压和R2两端电压相等，即52Ie R I R •=• 可求得：59I I Ie =⨯ 620I Ie = （1—2） 有上式可导出：400(0.016)4I Ein mA Rs
=++
(2)要点分析 【1】增益调节
Rs为增益调节电阻，调节Rs可使输入电压Ein在从最小值变到最大值时使输出电流Io从4mA变到20mA。即△I=16mA的输出电流。需要注意的是：为使Io不超过20mA，当Rs=∞时，Ein不应超过1V，而当Rs减小时，Ein也应相应减小。
【2】输入偏置
由于XTR101使用的是单电源，因此在正常工作时，信号输入端应加+5V左右的偏置电压。该电压可利用2个内部参考电流源或其中之一通过一个电阻产生所需电压。如图3中的R2。
由于2个输入端都存在直流偏压，这就相当于在放大器的输入端存在一个共模电压，XTR101的技术指标中已经包含了这部分误差。
图5 热电偶测温电路
【3】零点调整
XTR101可以把任何范围(小于1v)的电压信号变换为4～20mA的输出电流，它的任务就是在输入电压最小时使输出电流为4mA，即零点调整，也就是使零点能够上下偏移。可利用图4中的电阻R3和1mA的内部参考电流源在R3上所产生的压降V3来作为偏移电压进行零点调整。即调节R3，让其在V3=(V3)min时，使：
Ein=V4-(V3)min=0。
【4】温度补偿
当热电偶测温时，其冷端温度受环境变换影响较大，从而会影响最后测量的电信号。为了能得到稳定的电信号，以便算出真实的待测温度，需要对热电偶的冷端进行温度补偿。
我们选用铜电阻作为补偿元件，是因为它在常温下具有很好的稳定性。
设热电势为E(t，t0)，若冷端温度t0变化t1后，热电势就变为E(t，t1)，即△E=E(t，t0)-E(t，t1)，铜电阻就是用于对随温度变化的△E进行自动补偿。将铜电阻和热电偶的冷端一同置于室内环境温度下，将热电偶放入冰水混合液中。调节R3使输入电压为0mV，而在其后的各温度点进行测量时，不再调节R3，虽然环境温度会变化，对热电偶有影响，但铜电阻的阻值也会随环境温度的变化而变化，导致其两端的电压改变，这种变化的电压就是用于抵消热电偶受温度变化影响的电势，从而达到补偿目的。
我们选用分度号为100的铜电阻，即在0℃时的电阻为100Ω，在100℃时的电阻为142.80Ω，所以铜电阻的敏感系数为△R/△t=42.8Q/100℃，在温度为t时刻时，铜电阻的阻值Cut=100Ω+(42.8Ω/100℃)t。
（3）各参数的选择计算
【1】增益调节电阻
因为设计要求，选择温度范围：-100℃～500℃。当t=500℃时，Io=20 mA，RL选510Ω，所以URL=10.2V，这就需要调节Rs，即调节增益电阻。当温度为0℃时，热电偶电压E为0 mV，灵敏度为：0.053mV/℃。
当温度为-100℃时，Io=4mA，Ein=0mV；
当温度为500℃时，Io=20mA，Ein=31.8mV。
根据公式(1-1)：△Io=(40/Rs+0.016/Ω)△Ein
又因为△Iomax=20mA-4mA=16mA，△Emax=31.8mV-0mV=31.8mV
所以有16 mA=(40/Rs+0.016/Ω)31.8mV
得Rs=77Ω
【2】调零电阻和温度系数补偿电阻
将热电偶的热端置于500℃的温度环境中，设此时环境温度为20℃。由于热电偶的温度系数为0.053mv/℃，若其冷端感应的温度由20℃变化至100℃，则热电偶两端的电压由3.2 mV变化至0mV，电压差为3.2mv。这个差值应由Cut100和R1的并联电阻两端电压自动补偿。
当冷端温度为20℃时，Cu t100=100Ω+(42.8Ω/100℃)*20℃=108..56Ω。 当冷端温度为100℃时，Cu tl00=100Ω+(42.8Ω/100℃)*100℃=148.8Ω。
[148.8*R1/(148.8+R1)-108.56*R1/(108.56+R1)]*1mA=0.053mV/℃*(100-20)℃ 可得：R1=61.3Ω。
根据公式：Io=(40/Rs+0.016/Ω)Ein+4mA ，和Io 的输出范围：4mA ～20mA 当T=-100℃时，要使Io=4mA ，就要调节R3，既调零电阻。将热电偶热端置于0℃的温度环境中。此时环境温度仍为20℃，即温差为-20℃，热电式E=-20℃·0.053mV/℃=1.06mV ， 3,4 间的信号输入 Ein=0mV ，Cu 100(20℃)=100Ω+(48.8Ω/100℃)*20℃=109.6Ω 根据图3，可得：
V4=E(t,t0)+1mA·[Cu 100(20℃)/(Cu 100(20℃)+R1)]
V3=1mA·R3
在0℃测量点(零点)：V4=V3，
即：1mA·[108.56-61.3/(108.56+61.3)]-1.06 mV=1mA*R3
可推出：R3=97.84Ω
（3）调试
【1】调零。将热电偶触头放入冰水混合液中，即0℃中。接上电源后，边调节电位器R3，边测RL 两端电压，直至RL 两端电压约为2.04V ，即输出电流Io 为4 mA 。
【2】将热电偶放入沸水中，接上电源后，边调节电位器Rs ，边测RL 两端电压，直至RL 两端电压约为10.2V 。即输出电流10为20mA 。
【3】灵敏度 16
0.027600S ∆Y
===∆X
五、课程设计的心得与体会
在今年的12月末，我们进行了传感器的课程设计，这是我第一次真正的独立设计一个东西，老师只是给出一个题目和大致的要求，其他的都是靠自己完成。必须承认，这对于我的挑战还是非常大的。
首先，要使用以前基本没用过的prtel99设计原理图和布线图。这一环节几乎占了这次课程设计的一半时间。好在上学期曾选修过这门课程，在画原理图是还顺风顺水，蛋到布线图是确实遇到了很大的麻烦，经过不懈的努力，最终我还是做出了布线图，这是我做出的第一幅布线图！
其次，就是对元器件的学习，热电偶还好，毕竟在课本上学过些皮毛，不至于从头学起。但是，变送器就不同了，全靠自学，从结构到原理，都得弄明白才行。在这期间我发现我的自学能力太有限了，许多很简单的东西我自己怎么也看不明白，但是，总想做出点什么的心让我坚持了下来。
这次的课程设计让我学到了很多课本上没有的东西，扩展了自己的视野，增强了自己的动手能力，清醒的认识到自己的不足，培养了小心谨慎的作风，使自己对课题设计了解进一步加深。总之，此次的课程设计使我收获颇丰，也是我上大学来难忘的一次经历。
六、参考文献
1 赵广林. protel99电路设计与制版.北京：电子工业出版社，2005
2 程德福,王君.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，2007
3 张宏建,蒙建波.自动检测技术与装置.北京：化学工业出版社，2004
4 沈任远,吴勇.常用电子元器件简明手册.北京：机械工业出版社，2000
5 王福瑞.集成电路器件大全.北京航天航空出版社，1999
热工控制仪表课设
课程设计说明书 题 目：温度检测及其偏差报警电路设计 学生姓名：王海波 学 院：电力学院 班 级：自动化（电）08-02 指导教师：萧贵玲、马然 2011年 7 月 8 日
内蒙古工业大学课程设计任务书 课程名称：热工控制仪表学院：电力学院班级：自（电）08-2 学生姓名：王海波学号：200881204119 指导教师：萧贵玲、马然
摘要 温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。 带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。变送器如果由两个用来测量温差的传感器组成，输出信号与温差之间有一给定的连续函数关系。故称为温度变送器。设计中传感器为热电偶，热电偶是控制系统中测温经常使用的一种测温元件，本文是针对热电偶检测电路及其报警电路的设计，通过对其电路的设计和分析培养提高解决工程实践的能力。 关键词：变送器；热电偶；报警；
目录 引言 (6) 第一章热电偶温度变送器 (7) 1.1热电偶工作原理 (7) 1.2变送器 (7) 1．3温度变送器 (8) 1．4温度变送器四线制 (8) 第二章放大工作单元 (10) 2.1电压放大电路 (10) 2.2功率放大电路 (10) 2.3隔离输出 (11) 2.4直流-交流-直流转换器 (12) 2.41工作原理 (12) 2.42振荡频率 (14) 第三章热电偶温度变送器量程单元 (15) 3.1热电偶温度变送器量程单元 (15) 3.2热电偶冷端温度补偿电路 (15) 3.3线性化原理及电路分析 (16) 3.31 线性化原理 (16) 3.32 线性化电路 (16)
热电偶温度变送器课程设计
课程设计大纲 学院名称 课程名称 开课教研室 执笔人 审定人 修（制）订日期
山东轻工业学院 课程设计任务书 一、主要内容 设计一个带冷端补偿的温度变送器。其中我们用K型热电偶作为感温元件，用 Gu作为冷端的自动补偿电路的元件，使冷端工作在一个易于计算的环境下，用100 XTR101把传感器的电压信号放大并自动地变换成标准电流信号。并通过对输出电压的 测量实现对温度的测量。 二、基本要求 （1）设计测量温度范围-100～500°C的热电偶传感器。 （2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问 题。 （3）有电路图（protel绘制），选型与有关计算，精度分析等。 （4）采用实验室现成的热电偶进行调试。 （5）完整的实验报告。 三、主要参考资料： 赵广林. protel99电路设计与制版.北京：电子工业出版社，2005 程德福,王君.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，2007 完成期限：自2010 年12 月27 日至2010年12 月31 日指导教师：教研室主任：
目录 一、设计目的目的 (4) 二、课程设计的任务要求 (4) 三、课程设计的基本原理 (4) 1、热电偶测温原理 (4) 2、变送器原理框图 (4) 四、课程设计的主要内容 (5) 1、热电偶的选择 (5) 2、设计构架 (6) 3、具体电路的设计 (7) 五、课程设计的心得与体会 (12) 六、参考文献 (12) 附图 PCB布线图 (13)
热电偶温度变送器设计 一、课程设计的目的 1、掌握热电偶的结构、工作原理及正确选择。 2、了解变普通送器的结构及简单应用。 3、通过设计增加对所学知识的灵活掌握和综合应用能力。 二、课程设计的任务要求 任务要求： （1）设计测量温度范围-100~500℃的热电偶传感器 （2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题 （3）有电路图（PROTEL绘制），选型与有关计算，精度分析等 （4）采用实验室现成的热电偶进行调试 三、课程设计的基本原理 1、热电偶测温原理： 下图为热电偶测温原理图，热电偶的热端与被测物体接线，温度为t。 A 图1 热电偶测温原理图 电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势。 热电偶的冷端放在冰水混合液中，整个回路的电动势由右边的毫伏表读出，以此读数查表即可得热端被测物体的温度。
温度变送器
温度变送器 一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。 热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。 热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最后放大转换为4～20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接触不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使仪表切断电源。 一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。 一体化温度变送器的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可根据用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。 SBW系列温度变送器模块为24V供电、二线制的一体化变送器。产品采用进口集成电路，将热电阻或热电偶的信号放大，并转换成4-20mA的输出电流,或0～5V的输出电压。其中铠装变送器可以直接测量气体或液体的温度特别适用于低温范围测量，克服了冷凝水对测温所带来的影响. 热电阻
热工控制仪表课设(最终)
引言 热电阻温度变送器有输入回路、反馈回路、放大器、稳压源等部分构成。偏差报警单元在控制系统的偏差超出给定范围时，发出报警信号。报警信号有继电器的触点输出，可以用来接通报警灯、报警电铃等回路，也可以间接得驱动执行机构，采取必要的紧急措施它与热电阻温度变送器的相结合是这个系统的难点。需要让温度的微弱变化在的误差范围准内许通过报警器显示出来。
第一章 热电阻温度变送器量程单元 1.1 热电阻温度变送器 为便于分析，将量程单元和放大单元中的运算放大器1IC 联系起来画于图2-42。热电阻温度变送器的整机线路见图1.1.1。 图1.1.1中t R 为热电阻，r1、r2、r3为其引线电阻，VZ101～VZ104为限压元件。t R 两端的电压随被测温度t 而变，此电压送至运算放大器IC1的输入端。零点调整、迁移以及量程调整电路与上述两种变送器基本相同。 热电阻温度变送器也具有线性化电路，但这一电路是置于输入回路之中。此外，变送器还设置了热电阻的引线补偿电路，以消除引线电阻对测量的影响。下面对这两种电路分别加以讨论。 图1-1 热电阻温度变送气量程单元电路原理图 1.2 线性化原理及电路分析 热电阻线性化电路原理如图1.2.1所示。图中Z U 为基准电压。2IC 的输出电流t I 流经t R 所产生的电压t U 通过电阻18R 加到2IC 的同相输入端，构成一个正反馈
电路。现把2IC 看成理想运算放大器，即偏置电流为零，F T U U =，由图1.1.1可得 (1-1) t Z F I R R R R R U R R R U 17 16191916171617) (++-+= (1-2) 由上两式可求得流过热电阻的电流t I 和热电阻两端的电压t U 分别为 t z z t t gR gU U R R R R R I -= -= 117191617 (1-3) t z t t gR U gR U -= 1 (1-4) 191617 R R R g = (1-5) 如果t gR ＜1，即t R R 17＜1916R R ，则由式(1—3)可以看出，当t R 随被测温度的升高而增大时，t I 将增大。而且从式1.1.1可知，t U 的增加量也将随被测温度的升 高而增大，即t U 和只t 之间呈下凹形函数关系。因此，只要恰当的选择元件变量，就可以得到t U 和t R 之间的直线函数关系。 图1-2线性化电路原理图 1.3 引线电阻补偿电路 为消除引线电阻的影响，热电阻采用三导线接法。三根引线的阻值要求为r1＝r2＝r3＝1Ω 。由电阻R23,R24,r2所构成的文路为引线电阻补偿电路。若不考虑此电路，则热电阻回路所产生的电压信导为 r I U U t t t 2'+= (1-6) t t t R I U -=
温度变送器的原理及应用实验报告
温度变送器的原理及应用实验报告 1. 引言 温度变送器是一种用于测量和转换温度信号的设备，广泛应用于工业自动化控 制系统中。本实验旨在探究温度变送器的原理及其在实际应用中的表现。 2. 实验目的 •了解温度变送器的基本工作原理 •学习利用温度变送器进行温度测量和信号转换 •分析温度变送器在不同应用场景中的性能表现 3. 实验原理 温度变送器是一种传感器，通常由温度传感器、信号转换电路和输出模块组成。其中，温度传感器负责测量温度，信号转换电路将温度信号转换为标准化的电信号，输出模块则将电信号输出到控制系统中。 温度传感器可以使用热电偶、热电阻或半导体传感器等。热电偶通过在两个不 同金属导线的接头处产生热电势来测量温度；热电阻则通过利用电阻随温度变化的特性来测量温度；半导体传感器则是利用半导体材料在温度变化下电阻的变化。 信号转换电路是将温度传感器输出的低电平信号转换为可用的标准化电信号， 例如4-20mA电流信号或0-10V电压信号。这样的电信号可以更方便地传输到控 制系统中进行处理。 4. 实验步骤 1.准备温度变送器实验装置，包括温度传感器、信号转换电路和输出模 块。 2.将温度传感器正确连接到信号转换电路。 3.将信号转换电路与输出模块进行连接。 4.将实验装置连接到控制系统中。 5.设置控制系统，选择合适的测量范围和输出方式。 6.运行实验，记录温度变送器输出的电信号值。 7.根据测量结果分析温度变送器的性能，比较不同温度变送器的表现差 异。
5. 实验结果与分析 经过实验测试，我们得到了温度变送器的输出电信号值。根据实际测量的温度 和相应的电信号值，我们可以绘制温度与电信号的关系曲线。通过分析曲线，我们可以得出温度变送器的灵敏度、准确度和线性度等性能指标。 在不同应用场景下，温度变送器可能会受到环境温度、介质特性等因素的影响。因此，在选择和应用温度变送器时，需要考虑这些因素对温度测量的影响，并进行相应的校正和补偿。 6. 结论 温度变送器是一种重要的工业自动化控制设备，通过测量和转换温度信号，实 现对温度的监测和控制。本实验通过对温度变送器的原理和应用进行研究，深入了解了温度变送器的工作原理和性能表现。 在实际应用中，为了保证温度变送器的准确度和稳定性，我们需要根据实际情 况选择合适的温度变送器，并进行合理的安装和调试。同时，需要定期进行校准和维护，以确保温度变送器的正常运行。 7. 参考文献 •张三, 李四. 温度变送器的原理与应用[M]. 科学出版社, 2010. •王五, 赵六. 温度传感器及其信号转换[M]. 电子工业出版社, 2015. •七八, 九十. 温度变送器的应用研究[J]. 控制工程, 2018, 20(2): 45-52. 以上是温度变送器的原理及应用实验报告。本报告通过对实验原理、步骤和结 果进行描述和分析，深入介绍了温度变送器的工作原理和应用性能。希望本实验能对您进一步了解温度变送器提供帮助。
温度变送器的原理及应用
温度变送器的原理及应用 1. 概述 温度变送器是一种用于测量和转换温度信号的仪器，它能将被测温度转换为标准的电压、电流或数字信号，以便于在各种自动化控制系统中进行处理和监测。本文将介绍温度变送器的工作原理以及其在实际应用中的重要性。 2. 工作原理 温度变送器的工作原理基于热电效应和电阻效应。常见的温度变送器主要有热电偶和热电阻两种类型。 2.1 热电偶 热电偶是利用两种不同金属在不同温度下产生的电动势差来测量温度的装置。它由两个不同材料的金属导线组成，这两个导线的一端连接在一起，形成热电偶的测量点。当热电偶的测量点与被测温度接触时，两种金属导线产生的电动势会因温度差异而产生微弱的电压信号，这个信号会经过放大、滤波和线性化处理，最终转换为标准的电流或电压信号输出。 2.2 热电阻 热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性来测量温度的一种装置。常见的热电阻材料有铂、镍和铜等金属。温度变送器中采用的热电阻一般为铂热电阻。当铂热电阻与被测温度接触时，它的电阻值会随温度的变化而发生相应改变。通过测量热电阻的电阻值，可以得到被测温度的准确数值。 3. 应用 温度变送器在工业自动化、环境监测等领域有着广泛的应用。 3.1 工业自动化 在工业生产过程中，温度的监测和控制是至关重要的。温度变送器可以实时测量和监测各种工业设备和流体的温度，如炉温、液体浴温、冷却水温度等，并将这些温度信息转换为标准信号，供PLC控制器或DCS系统进行处理和控制。温度变送器能够帮助工业企业提高生产效率和产品质量，并确保系统的安全运行。 3.2 环境监测 温度变送器也广泛应用于环境监测领域。在气象观测、农业温室、实验室等场所，温度变送器可以测量和记录环境温度的变化情况。这对于气象预测、农作物种
热工测量及仪表课程设计
热工测量及仪表课程设计 一、课程背景 随着工业化的发展和技术的不断进步，热工测量及仪表逐渐成为工业领域中不可或缺的一部分。热工测量及仪表技术可以用于传感温度、压力、流量等各方面的数据，并对这些数据进行分析、处理和控制。因此，本门课程旨在掌握基本的热工测量及仪表知识，熟练掌握各种温度、压力、流量等参数的测量方法和设备，培养学生的实际操作技能，为以后在工业领域中从事测量、控制、自动化等方面的工作打下基础。 二、课程安排 本门课程分为理论授课和实验操作两部分，总时长为40学时，其中理论授课30学时，实验操作10学时。 2.1 理论授课 2.1.1 基础知识 •热力学基本概念； •测量误差及其分类； •传感器原理及分类； •信号处理方法。 2.1.2 温度测量及仪表 •温度测量基本概念； •温度传感器及其工作原理； •热电偶的工作原理； •热电阻及其工作原理；
•红外线测量； •温度控制系统。 2.1.3 压力测量及仪表 •压力测量基本概念； •压力传感器及其工作原理； •压力变送器的原理； •压力控制系统。 2.1.4 流量测量及仪表 •流量测量基本概念； •流量传感器及其工作原理； •流量计分类； •流量控制系统。 2.2 实验操作 实验内容包括使用各种仪表对温度、压力、流量进行测量，利用单片机和计算 机对测得的数据进行处理和分析，以及编写简单的控制程序等。以下是实验操作的具体内容： 2.2.1 实验一温度测量实验 使用热电偶和热电阻测量不同范围内的温度，并使用单片机控制温度控制系统。 2.2.2 实验二压力测量实验 使用压力传感器和压力变送器对不同范围内的压力进行测量，并利用单片机和 计算机进行数据采集和处理。
温度变送器的原理及应用图
温度变送器的原理及应用图 1. 温度变送器的概述 温度变送器是一种将温度信号转换为标准电信号输出的设备。它能够将温度传 感器所采集到的温度信号转换成标准信号（如4-20mA、0-10V等），并输出给控 制系统进行监测、控制和数据采集等用途。温度变送器广泛应用于工业自动化领域，如冶金、化工、电力等行业。 2. 温度变送器的工作原理 温度变送器的核心部件是温度传感器和信号转换电路。温度传感器主要有热电偶、热电阻和半导体温度传感器等。当温度传感器被置于被测物体上时，温度变送器会通过传感器采集到温度值，并将该温度值转换为标准电信号输出。 温度传感器采集到的温度信号首先经过放大电路放大，然后再经过线性化电路 进行电信号的线性化处理。接着，信号转换电路将处理好的信号进行电流/电压转换，并将其输出给控制系统。控制系统通过对接收到的信号进行处理，并根据需要进行控制操作。 3. 温度变送器的应用图示 下图展示了一个典型的温度变送器的应用图，图中标注了各部件的名称和功能。 +--------------+ | | | 电源供应单元 +----> | | 给变送器供电 +----+---------+ | | | +----+---------+ | | | 温度传感器 | | | +----+---------+ | | | +----+---------+ | | | 信号转换电路 | ----> 输出标准信号给控制系统 | | +----+---------+
4. 温度变送器的优势和应用领域 温度变送器具有以下优势： - 提供稳定、可靠的温度测量和控制。 - 支持远距离传输和远程监测。 - 具备防护性和防腐蚀性能，适合恶劣环境使用。 - 方便安装和维护。 温度变送器的应用领域包括但不限于： - 工业过程控制：如化工厂中的温度监测和控制。 - 环境监测：如空调系统中的温度监测和控制。 - 制造业：如烤箱温度的控制和监测。 总结：温度变送器是一种将温度信号转换为标准电信号输出的设备，它的工作原理是通过温度传感器采集温度信号，并经过放大电路和线性化电路进行处理，最后通过信号转换电路输出给控制系统。温度变送器具有稳定可靠、远距离传输和适应恶劣环境的优势，广泛应用于工业自动化控制领域。
智能温度变送器设计
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文） 题目：智能温度变送器设计 学生姓名：郭龙文 学号：0705112338 专业：测控技术与仪器 班级：测控07-3班 指导教师：李文涛教授
智能温度变送器设计 摘要 温度变送器作为一种现场设备被广泛应用在工业过程控制系统中。随着自动化技术的发展，对温度变送器有了更高的要求。传统的模拟式温度变送器所具有的固有缺点已不能满足控制系统的要求。 本论文主要阐述了智能温度变送器的发展现状，针对热电偶和热电阻的输出特性，设计了一种基于单片机的智能温度变送器。该智能温度变送器以STC89C52单片机为核心，针对温度传感器输出的信号不同，设计了由集成仪表放大器AD623和数控电位器X9241组成的增益放大环节，可以根据传感器的类型，由程序来控制放大器的放大倍数。将传感器的输出信号放大到0~5V，接入A/D转换器PCF8591T，使得采集的模拟信号转换为数字信号，再由单片机进行数字滤波、线性化以及标度变换等数据处理后，通过LCD 进行显示，并经D/A转换器PCF8591T及V/I转换器转换为4~20mA DC信号输出。 设计主要围绕硬件设计和软件编程来进行。Proteus仿真及调试结果表明，该智能温度变送器使用方便，性能稳定，达到了预期的设计目标。 关键词：热电偶；热电阻；变送器；单片机
Design of Intelligent Temperature Transmitter Abstract Temperature transmitter is widely used in control system of industrial process as one kind of field instrument. Because traditional analog temperature transmitter can no longer meet the new demand owing to its inherent shortcoming, the development of automation technology requires higher demand for temperature transmitters. This thesis analyzes general development of intelligent temperature transmitter and designs intelligent temperature transmitter which is based on SCM according the thermocouple and RTD. The core of temperature transmitter is STC89C52 based on SCM. According to the output signal range of the sensor, the system sets the gain of amplification link which is composed of AD623 and X9241 by way of program. As the temperature transmitter amplifies the weak signal to DC 0～5V, access A/D converter PCF8591T, digital converter will change the analog signals into digital signals. Digital signals output as 4 ~ 20mA DC, by the single-chip digital filtering, linearization, scaling transform data processing, carried through the LCD display, the D/A converter PCF8591T and V/I converter. The main work includes hardware designing and software compiling. The Proteus simulation test and truly showing result tests that the system has advantages such as friendly interface, convenient in using, steady performance. The anticipative design aim is achieved. Keywords: thermocouple; RTD; transmitter; SCM
(完整版)热电偶测温系统设计
任务书 课程传感器课程设计 题目热电偶测温系统设计 主要内容： 本系统以单片机为核心，硬件设计使用高精度模/数转换器和高精度数/模转换器，分别实现对热电偶电动势的采样、放大、AD转换和对线性化处理的数据转 换，并在程序中采用修正后的数据，实现热电偶的线性化处理。 基本要求： 1、按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较； 2、利用热电偶和单片机等设计一种热电偶测温系统电路。 3、说明所用传感器的基本工作原理、画出应用电路电路图、写明电路工作原理、注明元器件选取参数、进行方案比较。 主要参考资料： [1]崔志尚•温度计量与测试[M].北京：中国计量出版社，1998. [2]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2007. [3]陈杰，黄鸿•传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2006. [4]刘华东.单片机原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2006. 完成期限 __________________________ 指导教师 __________________________ 专业负责人 ________________________
传感器课程设计 2016年5月7日 摘要 在现代化的工业现场，常用热电偶测试高温，测试结果送至主控机。热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器之一，它具有构造简单、使用方便、准确度、热惯性小、稳定性及复现性好、温度测量范围宽等优点，适用于信号的远传、自动纪录和集中控制，在温度测量中占有重要地位。但由于热电偶的热电势与温度呈非线性关系，所以必须对热电偶进行线性化处理以保持测试精度。该测温系统通过高精度模/数转换器AD7705对热电偶电动势进行采样、放大,并在单片机内采用一定算法实现对热电偶的线性化处理,再通过数/模转换器AD421进行数/模转换产生4 mA~ 20mA的电流,送入主控中心。 关键词：热电偶；线性化；AD转换；DA转换；单片机
实验4：智能温度变送器
实验四、智能温度变送器 一、实验目的 1. 掌握智能温度变送器与感温元件的配套使用方法。 2. 了解智能温度变送器相关参数的意义与设定方法。 3. 正确使用DBWQ智能温度变送器。 二、实验设备 1. 智能温度变送器一台：DBWQ，0.5级。 2.电阻箱一只：ZX32，0.05级，用于模拟热电阻测温。 3.直流mV信号发生器一台：0.05级，用于模拟热电偶测温。 三、DBWQ智能温度变送器简介 温度变送器可以与各种热电偶、热电阻配套测温，将温度信号在测量变送范围内转换成0～10mA DC或 4～20mA DC标准信号，作为显示、记录仪表或调节器的输入信号，实现对温度的现实记录或自动控制。模拟式温度变送器有热电偶温度变送器、热电阻温度变送器、直流毫伏变送器（直流毫伏转换器）三个品种，又有四线制与两线制之分。每一个品种有多种规格，功能单一。 随着计算机技术、通信技术的发展，单片机在仪器仪表中得到广泛应用。智能温度变送器以微处理器为基础，它由硬件和软件两大部分组成，具有一定程度的智能化。本实验中使用的DBWQ四线制智能温度变送器（交流供电），可以与各种分度号的热电阻、热电偶配接，显示实时温度，可以根据实际需要改变测量变送范围输出4～20mA DC标准信号。如果选择通讯组件，可以与上位机实时通讯，输出模数混合信号或全数字信号。与模拟式温度变送器相比具有功能强、精度高、稳定性好、性能可靠、操作方便等优点。 1. 功能特点 〃输入方式：具有8种分度号的工业用热电偶及6种分度号的工业用热电阻输入方式供用户选择。 〃输出规格：具有0～10mA、4～20mA等。 〃采用软件非线性处理技术，在整个测量范围内不存在非线性误差。 〃采用先进的全自动数字本机调校系统，整机无调整电器。 2. 技术参数 〃精度：0.5级或0.2级，本实验使用的为0.5级。 、〃输入：可设置热电偶K、E、S、B、J、T、R、N、热电阻Pt100、Cu100、Cu50、BA 1 BA 、G。 2 〃热电偶冷端补偿：0～50℃；±1℃ 〃变送范围：在各分度号测量范围内随意设置。 〃负载能力：电流输出最大10V压降，电压输出＞200kΩ。 3. 功能与操作 ⑴. 显示功能 ①. 测量显示状态：显示温度测量值。
热电偶温度传感器设计
传感器课程设计 设计题目：热电偶温度传感器 2010年12月30日 目录 1、序言 (3) 2、方案设计及论证 (4)
3、设计图纸 (9) 4、设计心得和体会 (10) 5、主要参考文献 (11) 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。 热电偶同其它种温度计相比具有如下特点： a、优点 ·热电偶可将温度量转换成电量进行检测，对于温度的测量、控制，以及对温度信号的放大、变换等都很方便， ·结构简单，制造容易， ·价格便宜， ·惰性小，
热交换器温度控制系统课程设计
热交换器温度控制系统课程设计 LT
速和阀门的开度等因素的影响。冷流体的温度与大气温度和换热器回流水的流量等因素有关。 （3）加热炉的启停机的影响。 （4）室内温度与管路内气体变化和阀门开度的影响。 首先考虑采用单回路控制系统。方块图如下图3所示： 图3单回路控制系统原理图 从图3所示的控制系统中可以看出，从冷流体管路阀门或离心泵转速变化到热流体出口温度改变，在这中间要相继通过冷流体流量变化，换热器热交换速率变化，热流体出口温度变化等一系列过程，因此整个控制通道的容量滞后大、时间常数大、这就导致控制系统的控制作用不及时、最大偏差大、过度时间长、抗干扰能力差、控制精度降低。而工艺上对出口温度要求比较严格，一般希望波动范围不超过+-（1%~2%）。根据大量的工程实践经验和实验的结果证明，采用图3所示单回路控制系统是达不到要求的，必须寻求其他控制方案。 分析各种影响热器出口温度的因素，除了热流体的流量和温度外，冷流体的流量、阀门的开度等因素和进入系统的位置，首先影响冷流体的流量，而后经过换热器从而影响影响热流体的出口温度。如果以冷流体流量为被控变量，输送冷流体的离心泵转速为操纵变量，够成单回路控制系统，则该控制系统的通道的容量滞后大大减少，对来自离心泵的转速、阀门开度变化等干扰能及时克服，减少他们对热流体出口温度的影响。但是很显然，热流体的流量和温度的变化没有包含在内，同时系统也没有对热流体出口温度构成闭环控制，因此，仍然不能保证出口温度稳定在设定值上，还需进行改造。
为了解决上述滞后时间和控制要求之间的矛盾，保持热流体的出口温度稳定，可以根据管路冷流量的变化，先调节离心泵的转速，然后再根据热流体出口温度与设定值之间的偏差，根据合适的控制算法，进一步调节流体的流量，以保持出口温度的稳定，这样组成流体出口温度调节器和流体流量调节器串联起来的串级控制系统。其方块图如下图4所示： 图4串级控制系统原理图 根据图4可以看出来自冷流体流量方面的干扰因素包括在副回路内，因此可以大大减少这些扰动因素对于热流体出口温度的影响。对于热流体流量和温度方面的干扰，采用串级控制系统也可以得到改善，具体控制效果明显改善。综上所述，我们可以对串级控制系统方案的基本参数进行确定： 主回路：热流体出口温度——冷流体流量控制回路 副回路：冷流体流量——离心泵转速控制回路 主变量：换热器出口温度 副变量：冷流体流量 主检测变送器：铂电阻温度传感器 副检测变送器：涡轮流量传感器 执行器：变频器 三、仪表的选型以及参数的确定 1.温度的测量 选择装配式热电偶如图5所示
热电偶温度传感器设计报告
热电偶温度传感器设计报告 热电偶温度传感器是一种将温度变化转化为电能输出的装置，其设计的主要目标是实现温度的准确测量和控制。本设计报告将详细介绍热电偶温度传感器的设计过程，包括原理分析、材料选择、结构设计、制造工艺以及测试验证等方面。 热电偶温度传感器是基于塞贝克效应（Seebeck effect）工作的。塞贝克效应是指两种不同材料组成的闭合回路中，当两个接触点处的温度不同时，回路中会产生电动势。热电偶温度传感器就是利用这一原理，将温度变化转化为电动势变化，从而实现温度的测量。 热电偶温度传感器的主要材料包括热电偶丝和连接导线。热电偶丝是实现温度测量的关键元件，需要具备高灵敏度、良好的稳定性和抗氧化性等特性。常见的热电偶丝有镍铬合金、铜镍合金和铂等。连接导线主要用于连接热电偶丝和测量仪表，应具备耐高温、抗氧化和良好的导电性能等特性。 热电偶温度传感器的结构设计应考虑测量范围、精度和稳定性等因素。常见的热电偶温度传感器结构有铠装式和非铠装式两种。铠装式结构具有较高的抗振性和耐磨性，适用于恶劣环境下的温度测量。非铠装式结构则具有较小的体积和重量，适用于实验室和工业生产中的温度
测量。 热电偶温度传感器的制造工艺主要包括焊接、保护涂层和校准等环节。焊接工艺应保证热电偶丝和连接导线之间的可靠连接；保护涂层能够有效保护传感器免受腐蚀和氧化；校准环节则确保了传感器的测量精度和稳定性。 为了验证热电偶温度传感器的性能指标是否达到设计要求，需要进行一系列的测试验证。这些测试包括灵敏度测试、线性度测试、重复性测试和稳定性测试等。通过这些测试，可以评估传感器的测量精度、响应时间和长期稳定性等性能指标。 本文对热电偶温度传感器的设计进行了详细的介绍和分析。通过原理分析、材料选择、结构设计、制造工艺以及测试验证等方面的探讨，我们成功地设计出一款具有高灵敏度、良好稳定性和抗氧化性的热电偶温度传感器。该传感器能够广泛应用于各种温度测量场合，为工业自动化、实验室研究和环境监测等领域提供重要的技术支持。 未来，我们将继续优化热电偶温度传感器的设计，提高其测量精度和稳定性，同时探索新的材料和制造工艺，以适应更加恶劣的环境条件。我们相信，随着科技的不断进步和创新，热电偶温度传感器将会在更多领域发挥更大的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
推荐-热电偶测温系统设计课程设计说明书 精品
热电偶测温系统设计 摘要：热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。该测温系统由温度测量电路、运算放大电路、A/D转换电路及显示电路组成，以AT89C2051单片机为主控单元，由K型镍铬-镍硅热电偶测量热端温度T，测量范围在0—1200℃之间，由集成温度传感器AD590测量冷端温度T0，并对测温热电偶的热电势及AD590测得的补偿电势进行采样，送入A/D转换器转换成数字量，存放在单片机内存单元中，经程序解算后得到温度值，转换为BCD 码，同时驱动四位数码管显示。试验结果显示，该系统对温度测量具有较高的精度，实现了温度测量功能，其主要技术指标达到了系统设计要求。 关键词：热电偶；温度；A/D；单片机
（）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的（），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用（）的规定，即：按照学校要求提交（）的印刷本和电子版本；学校有权保存（）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布的部分或全部内容。
作者签名：日期：
学位原创性声明 本人郑重声明：所呈交的是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位版权使用授权书 本学位作者完全了解学校有关保留、使用学位的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交的复印件和电子版，允许被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位。 涉密按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 目录
热电偶设计
电气测试技术课程设计成绩评定表 姓名XXX 性别X 学号XXXXXXXX 专业、班级XXXXXXXXXXXXXX XXXXX 课程设计题目：热电偶测温系统的设计
1 课程设计任务书 (1) 2概述 (2) 2.1系统组成框图 (2) 2.2 MQ-2气体传感器原理及特性 (2) 3热电偶传感器测温系统的单元电路介绍 (4) 3.1 单片机的介绍 (4) 3.2热电偶传感器选型及介绍 (5) 3.3 信号处理模块分析 (6) 3.3.1 Max6675 工作原理 (6) 332 热电偶传感器的性能分析 (8) 3.4 系统显示电路介绍 (9) 3.4.1 74HC595 的介绍 (9) 3.4.2 数码管介绍 (10) 4基于热电偶传感器的硬件电路设计 (11) 4.1 测温电路的设计 (11) 4.2 显示电路的设计 (11) 5基于热电偶传感器测温系统的软件设计 (13) 5.1 软件流程图 (13) 5.2 C 语言程序 (13) 5.3 软件仿真 (16) 总结与展望 (17) 参考文献 (18)
1 课程设计任务书作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一——热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接 测量各种生产过程中-40〜1800匚范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面 温度。 本课题采用的是系统硬件原理框图如图1-1： 一、主要内容 利用热电偶传感器设计以8051 系列的AT89C2051 单片机为核心开发热电偶测温的系统。 二、基本要求 1 ．实现基本功能：测量、显示、存储、报警、通讯。 2．画出相应的测量电路及推导计算温度的公式。3．选定所需元器件，写出型号规格。 4．完成3000 字设计报告。 三、主要技术指标（或研究方法） 1 ．装置供电电压220V 2 •测量温度范围：-20〜800 C匚 3．性能可靠，操作简便。 4．明确提高精度和抗干扰能力的措施。
换热器温度控制系统的设计过程控制系统与装置课程设计(论文)--大学毕业设计论文
过程控制系统与装置课程设计（论 文） 题目：换热器温度控制系统的设计
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器 学号学生姓名专业班级 课程设计 （论文） 题目 换热器温度控制系统的设计 课程设计（论文）任务 在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水（工业废水）和蒸汽对进行加热，工艺要求出口温度为140±2℃。当用热水加热不能满足出口温要求时，则在同时使用蒸气加热，试设计换热器温度控制系统。 1.技术要求: 测量范围：0-180℃ 控制温度：140±2℃ 最大偏差：5℃； 2.说明书要求: 确定控制方案并绘制原理结构图、方框图； 选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号； 确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式； 若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及序流程图； 编写设计说明书。
指 导 教 师 评 语 及 成 绩 成绩：指导教师签字： 年月日 目录 第1章换热器温度控制系统设计概述 .......................................................................第2章换热器温度控制系统设计方案论证 .................................................................第3章系统内容设计..................................................................................................... 3.1 温度传感器的选择 ............................................... 3.2 流量变送器的选择 ............................................... 3.3 调节器的选择 ...................................................