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基于labview的温度监测系统设计任务书1.背景介绍现代工业生产和生活中，温度监测系统在各个领域中都扮演着非常重要的角色。
从工业生产中的温度控制，到医疗设备和环境监测中的温度监测，都需要可靠的温度检测系统来确保生产和生活的安全和稳定。
因此，设计一款高效、稳定、精准的温度监测系统是非常有必要的。
2.设计目标本次设计的目标是开发一款基于LabVIEW的温度监测系统，主要用于工业生产、医疗设备和环境监测等领域。
该系统需要满足以下主要设计目标：-提供高精度的温度监测功能，能够在工业生产中实时监测温度并进行控制；-能够实时采集温度数据，并能够对数据进行存储、分析和显示；-支持远程监控和控制功能，方便用户在远程地点对温度系统进行监测和控制。
3.技术需求为了实现设计目标，需要满足以下技术需求：-传感器：选择高精度、稳定的温度传感器，能够在-50℃至150℃范围内工作，并且具有快速的响应时间和高灵敏度；- LabVIEW软件：利用LabVIEW软件进行系统的设计和开发，实现数据采集、处理和显示功能；-远程通信技术：使用网络通信技术，实现远程监控和控制功能；-数据存储和分析：需要采用数据库存储技术，对采集的温度数据进行存储和分析。
4.系统设计4.1系统硬件设计传感器选择：选择一款高精度、稳定的温度传感器，例如PT1000，它具有高精度和稳定的特性，可以满足系统的测温要求。
数据采集和处理：使用DAQ卡进行数据采集和预处理，实现对温度数据的快速采集和处理。
远程监控功能：通过网络模块，实现系统远程监控和控制功能，便于用户随时随地监控温度系统的工作状态。
4.2系统软件设计数据采集和处理：使用LabVIEW软件进行数据采集和处理，通过编程实现对温度数据的实时采集和处理。
数据存储和分析：利用LabVIEW和数据库技术进行温度数据的存储和分析，实现对历史温度数据的查询和分析功能。
远程通信功能：通过LabVIEW和网络通信技术，实现对温度系统的远程监控和控制功能，方便用户进行远程操作。
温度监测的设计电信科技08-2 韦一、课程设计内容(1)实时检测温度—50°C—180°C环境温度范围：室温—20°C—60°C；测量精度：2.5%±1字；(2)用LCD1602显示其温度（小数点保留两位）；(3)将温度上传到上位PC机显示。
二、系统方案2.1基本原理根据检测温度范围的要求，本设计采用铂热敏电阻PT100作为温度传感器，温度测量范围在-200~850之内。
热敏电阻的电阻值随着环境温度的变化而变化，其电阻值与环境温度有某种关系。
本设计使用的电阻——温度的关系如下：在负温区（-200~0°C）范围：Rt=R0（1+At+Bt^2+C(t-100)T^2）在正温区（0~850°C）范围内：Rt=R0（1+At+Bt^2）式中：Rt——温度t时刻铂热敏电阻的电阻值；R0——温度0°C的铂热敏电阻的电阻值；t——介质的温度；A、B、C——有关的常数，其值如下：A=3.90502*10^-3B= -5.80195*e-7C=-4.2735*e-12铂热敏电阻的允许误差如下：电阻——温度的关系如下表：利用电桥平衡原理，已知另外三个电阻的阻值和电桥的供电电压，再测出电的桥两端的电压差，就可计算出连入电桥中的铂热敏电阻的电阻值。
电桥两端电压差通过放大电路后，经过A/D转换，利用单片机读取A/D的数据，便可得到放大后的电压值，通过放大电路输入和输出的关系，可得到电桥两端的电压差，这样就可计算出铂热敏电阻的电阻值。
通过铂热敏电阻阻值与环境温度有某种关系，可将电阻值转换为温度，这一系列的计算，可由单片机完成，最后将温度值送到显示电路显示，或者作为后期的数据处理。
2.2原理框图如图2.2所示：图2.2三、硬件电路原理图(1)电桥和放大电路部分如图3.1所示，U7是TL431稳压管，为电桥提供稳定的电压，供电电压为+5V，由直流激励源U7(k)提供。
测试技术基础课程设计报告书设计题目基于Labview的水温测量装置院（系）机械工程与应用电子技术学院班级指导教师姓名学号同组成员2016 年 06月 20日目录第一章背景 (1)第二章整体系统方案确定 (2)2.1 方案 (2)2.2 方框图 (2)2.3 局部电路设计 (2)2.3.1 全桥连接 (2)2.3.2 滤波电路 (3)2.3.3 放大电路 (3)第三章硬件系统的设计 (4)3.1 整体电路仿真 (4)3.2 电路焊接 (4)3.3 元器件 (5)3.3.1 各元器件数量 (5)3.3.2 PT100介绍 (5)第四章软件系统的设计 (6)4.1 设计要求 (6)4.2 软件前面板 (6)4.3 具体程序结构 (7)4.3.1 数据标定采集模块 (7)4.3.2 曲线拟合模块 (8)4.3.3 测量模块 (8)第五章系统整体测试及结果分析 (9)5.1 系统整体测试 (9)5.2 测试结果展示 (10)5.3 结果分析 (11)第六章小组成员及分工 (12)第七章心得体会 (13)第八章参考文献 (14)第一章背景不管是工业方面还，日常应用方面还是其他方面，温度是一个必须关注的问题，电脑运行时我们要控制好ｃｐｕ的温度，在热水器加热时要关注其温度，蔬菜大棚，室内等很多方面都要考虑到温度的影响。
因此，一款好的，能用于多种场合的温度测量装置能为我们提供很多便利．在日常生活中我们见到的最多的温度计是玻璃的，是应用热胀冷缩的原理的，这种温度计有很多的缺点，如测量范围小，而且精度怎么高，除此之外当温度有所变化时它需要一段缓冲时间的显示实际温度，而这时往往温度会有所变化，因此并不能准确测量实际温度．因此目前市场需要一些精度高，响应快，测温范围大的温度测量装置。
铂电阻是目前特别适合做温度传感器的材料，它的阻值与温度成线性关系，而且测温范围非常大，精度较高．因此铂电阻温度传感器的应用会为我们解决很多问题。
《传感器原理及应用》基于PT100温度传感器的温度测量电路设计实验报告1.实验功能要求了解铂热电阻的特性与应用；熟悉铂热电阻测温电路；利用P100铂电阻测量温度源的温度；记录温度与测量电路电压输出数据2.实验所用传感器原理利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。
铂电阻是将0.05~0.07mm的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。
在0-650℃以内。
铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计。
)。
实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出，再经放大器放大后直接用电压表显示。
3.实验电路PT100铂电阻测温电路经验P100电压采集放大电路:前半部分是4.096V恒压源电路，然后是一个桥式电压采样电路，后面是一个电压放大电路。
一、4.096V恒压源电路因Vref=2.5V，故有4.096=(1+R1/R2)*2.5，得出R1/R2=1.6384，可以通过调节滑动变阻器实现。
二、桥式电压采样电路这是一个桥式电压采样电路，其原理是将V2作为参考电压，通过V1的变化去得到一个相对的电压数值，这样就能得到PT100的电阻数值，从而得到当前温度数值。
其中相对数值是通过R7去调节，可以是任意，其R7的主要作用还是在校准温度使用。
根据项目需要，现在使用的R7的阻值是138.5002Ω，也就是PT100在100摄氏度是的温度数值。
三、电压放大电路分析电路:1根据"虚断"原则，流过R3和R8电流相等(V1-Vx)/R3=Vx/R82根据“虚断"原则，流过R6和R1电流相等(V2-Vout)/(R6+R1)=(V2-Vy)/R6 3根据"“虚短"原则，Vy=Vx4根据这3个公式得出:11V1-10V2=Vout理想要的数值是10倍的放大倍数，但是现在在输出端多了减了V1，根据模拟的数值可知，V1的取值范围是0.215-0.36835241646对应温度范围是44.032- 75.43。
丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌丌保山学院学报基于LabVIEW 和RBF 神经网络的PT100测温系统的设计周先飞1杨会伟1夏跃武1（芜湖职业技术学院，安徽芜湖241000）[摘要]在NI-ELVIS 平台下建立PT100热电阻测温系统硬件和软件设计，硬件部分对PT100检测电路进行分析设计,软件部分介绍以LabVIEW 软件为平台的系统设计；为了提高温度测量精度，用径向基（RBF ）神经网络建立了PT100热电阻温度测量模型，对电阻与温度之间的非线性关系进行了逼近，结果表明：该设计具有精度高、范围广、界面友好的特点，适合对测温精度要求比较高的场合。
[关键词]温度测量；PT100；RBF 神经网络；LabVIEW [中图分类号]TP3[文献标识码]Adoi:10.3969/j.issn.1674-9340.2020.02.009[文章编号]1674-9340（2020）02-038-05收稿日期：2020-02-24基金项目：2019安徽省优秀青年人才资助计划项目“基于虚拟仪器和ELVIS 的多传感器数据采集系统设计与实现”（项目编号：gxyq2019200）；安徽省教育厅自然科学研究重点项目“物联网融合中基于FPGA 多协议间转换系统的设计与实现”（项目编号：KJ2019A0980）；2018芜湖职业技术学院”计算机应用专业综合改革试点项目”（项目编号：WHZY201807)。
作者简介：周先飞（1982—），男，安徽芜湖人，副教授，研究方向为计算机测控。
温度的测量广泛应用于工业化生产、国防、科研等领域，因此研究温度的测量方法和测温装置具有重要的意义。
铂热电阻PT100是常用的一种温度传感器，它的主要特点是测量精度高，性能稳定，在工业中应用广泛，但其电阻与温度为非线性关系。
描述热电阻特性的传统方法是直接建立数学表达式，分段描述，其拟合精度较低。
对非线性关系，很难用精确的显式公式描述，却比较适合于用神经网络方法进行逼近。
基于Labview的温度检测报警系统张小燕;樊利军【摘要】针对Ptl00电阻和温度的非线性关系在温度测量任务中存在的问题，在Labview平台上，假设其在一定温度范围内近似为线性关系，对温度进行循环采集，实现温度实时显示、越限报警及数据分析，并将测量结果与LM35．集成温度传感器测量结果相比较，结果表明：Ptl00电阻和温度的关系在一定温度范围内可近似为线性关系，且在温度精度要求不高的前提下，可以利用其线性进行温度测量。
%In the light of the problem in the really task of the nonlinear relationship between the resistance and temperature of the Ptl00, in the Labview platform, supposing the relation of which is approximately linear in a certain temperature range, the temperature is collected circularly, real -time displayed and alarmed, and the data is analyzed and compared with that of LM35. The results show that the relation of the resistance and temperature of Ptl00 is linear approximately in a certain range, and on the premise that the precision is not highly required, Ptl00 may be used to measure temperature with the hypothesis of the linear relationship.【期刊名称】《北京工业职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(011)001【总页数】4页(P47-50)【关键词】虚拟仪器;温度传感器;温度检测;温度报警【作者】张小燕;樊利军【作者单位】北京工业职业技术学院信息工程系,北京100042;北京工业职业技术学院信息工程系,北京100042【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言虚拟仪器(Virtual Instrument;VI)是计算机技术和传统仪器技术相结合的产物，是仪器仪表发展的一个重要方向。
基于labview的温度监测系统设计任务书一、项目背景随着工业和生活水平的提高，对温度监测系统的需求日益增加。
温度监测系统是通过传感器对环境或物体的温度进行实时监测、采集和处理，以达到控制、报警、记录或调节的目的。
本项目旨在设计一套基于LabVIEW的温度监测系统，能够实现高精度、高稳定性的温度监测，并具有数据可视化、报警提示、远程监测等功能。
二、项目目标1.设计一套温度监测系统，能够实现对环境或物体的温度进行实时监测、采集、处理和显示。
2.实现对温度数据的实时监测和记录，能够生成温度曲线图，并具有数据查询、导出、打印等功能。
3.实现对温度数据的报警处理，能够根据设定的温度阈值进行报警提示，并具有报警记录和处理功能。
4.设计一套用户界面友好、操作简便的温度监测系统，能够实现远程监控和操作。
三、系统总体设计1.系统硬件设计：包括传感器、数据采集模块、数据处理模块、显示模块等。
2.系统软件设计：采用LabVIEW软件进行开发，包括数据采集、数据处理、数据显示、报警处理、远程监控等功能的实现。
3.用户界面设计：设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统，包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置等功能。
四、具体实施方案1.系统硬件设计：选择高精度、高稳定性的温度传感器，并通过数据采集模块进行数据采集和处理；数据采集模块采用高速ADC进行温度数据转换，并通过数据处理模块进行数据存储和处理；显示模块采用高清晰度显示屏进行温度数据的显示。
2.系统软件设计：采用LabVIEW软件进行开发，包括数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、报警处理模块和远程监控模块等功能的实现；利用LabVIEW的图形化编程和数据可视化功能，实现对温度数据的实时监测、记录、显示和分析。
3.用户界面设计：设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统，包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置、远程监控等功能的实现；实现对温度数据的可视化和直观显示，使用户能够方便地进行操作和管理。
基于labview的温湿度测试系统摘要虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是⽬前仪器发展的⼀个重要⽅向。
使⽤虚拟仪器⽤户可以通过操作显⽰屏上的“虚拟”按钮或⾯板，完成对被测量的采集、分析、判断、调节和存储等功能。
本⽂设计就是建⽴在VI基础上，在此平台上完成对温度和湿度的实时测量。
关键词：虚拟仪器；采集；VI；温度；湿度2正⽂2.1Labview简介LabVIEW是⼀种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语⾔的显著区别是：其他计算机语⾔都是采⽤基于⽂本的语⾔产⽣代码，⽽LabVIEW使⽤的是图形化编辑语⾔G编写程序，产⽣的程序是框图的形式。
与C和BASIC⼀样，LabVIEW也是通⽤的编程系统，有⼀个完成任何编程任务的庞⼤函数库。
LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串⼝控制、数据分析、数据显⽰及数据存储，等等。
LabVIEW也有传统的程序调试⼯具，如设置断点、以动画⽅式显⽰数据及其⼦程序（⼦VI）的结果、单步执⾏等等，便于程序的调试。
虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是⽬前仪器发展的⼀个重要⽅向。
粗略地说这种结合有两种⽅式，⼀种是将计算机装⼊仪器，其典型的例⼦就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的⽇益强⼤以及其体积的⽇趋缩⼩，这类仪器功能也越来越强⼤，⽬前已经出现含嵌⼊式系统的仪器。
另⼀种⽅式是将仪器装⼊计算机。
以通⽤的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
虚拟仪器主要是指这种⽅式。
下⾯的框图反映了常见的虚拟仪器⽅案。
虚拟仪器的主要特点有：尽可能采⽤了通⽤的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
可充分发挥计算机的能⼒，有强⼤的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。
⽤户可以根据⾃⼰的需要定义和制造各种仪器。
基于labview的温度监测系统设计任务书基于LabVIEW的温度监测系统设计任务书:1. 任务概述本任务旨在设计一个基于LabVIEW的温度监测系统,能够实时监测传感器输出的温度数据,并能够进行数据采集、处理、存储和实时显示。
该系统将使用一个传感器、一个数据采集模块和一个图形化用户界面,以实现对温度的监测和控制。
2. 系统功能2.1 数据采集该系统将使用一个温度传感器来采集温度数据。
传感器将实时输出温度值,并将其发送到数据采集模块。
数据采集模块将接收传感器输出并将其转换为数字信号,以便在图形化用户界面中进行显示。
2.2 数据处理数据采集模块将接收传感器输出并将其转换为数字信号。
这些数据将存储在一个数据库中,以便进行后续分析和处理。
数据处理模块将使用SQL语言或其他数据库技术来访问数据库,并提取所需的数据。
2.3 实时显示系统将使用图形化用户界面来实时显示温度数据。
用户将能够通过拖拽和放置控件来自定义用户界面,并使用控件来实时监测温度数据。
2.4 控制系统将使用LabVIEW编程语言来控制系统的运行。
用户可以通过编程来设置温度传感器的阈值、设定温度报警阈值等,以便对系统进行控制。
3. 系统硬件3.1 传感器该系统将使用一个温度传感器来采集温度数据。
传感器将实时输出温度值,并将其发送到数据采集模块。
3.2 数据采集模块该系统将使用一个数据采集模块来接收传感器输出并将其转换为数字信号。
数据采集模块将具有多个输入端口,以满足不同的温度传感器输出。
3.3 图形化用户界面该系统将使用图形化用户界面来实时显示温度数据。
用户将能够通过拖拽和放置控件来自定义用户界面,并使用控件来实时监测温度数据。
4. 系统软件4.1 LabVIEW编程语言该系统将使用LabVIEW编程语言来控制系统的运行。
用户可以通过编写程序来设置温度传感器的阈值、设定温度报警阈值等,以便对系统进行控制。
4.2 数据库技术系统将使用SQL语言或其他数据库技术来访问数据库,以提取所需的数据。
摘要： (2)1. 虚拟仪器 (3)1.1虚拟仪器概述 (3)1.2虚拟仪器的通用仪器硬件平台 (5)1.3虚拟仪器的软件层次结构 (5)2. LaVIEW 的程序构成与模块简介 (6)2.1前面板 (7)2.2程序框图 (7)3. 设计要求及设计方案 (8)3.1设计要求 (8)3.2设计方案 (8)4. 设计内容 (9)4.1基于虚拟仪器的数据采集设计 (9)4.2基于虚拟仪器的温度检测设计 (9)4.3显示及记录软件设计 (10)5.程序的运行与调试 (11)5.1程序的运行 (11)5.2程序调试技术 (12)5.3运行结果 (13)5.4总程序框图 (14)6. 设计体会 (14)7. 参考文献 (15)摘要：虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。
目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。
随着科学技术的发展，人们在监控与监测生产过程、居住环境、生活质量等过程中，制造了各种各样科学仪器。
本文设计就是建立在VI基础上，在此平台上完成对温度实时监测。
关键词：虚拟仪器LaVIEW 温度监测1.虚拟仪器1.1虚拟仪器概述虚拟仪器，是一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板，以及由计算机所完成的仪器功能，都可由用户软件来定义的计算机仪器。
目录第一章方案设计与论证 ............................................................................................ 2第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 ........................................................................................................ 3第三节系统的工作原理 ............................................................................................ 3第四节系统框图 ........................................................................................................ 4第二章硬件设计 .......................................................................................................... 4第一节PT100传感器特性和测温原理 . ................................................................... 5第二节信号调理电路 ................................................................................................ 6第三节恒流源电路的设计 ........................................................................................ 6第四节 TL431简介 .................................................................................................... 8第三章软件设计 ........................................................................................................... 9 第一节软件的流程图 ................................................................................................ 9第二节部分设计模块 ...............................................................................................10总结 ..................................................................................................................................11参考文献 . (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类, 前者是让温度传感器直接与待测物体接触, 而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离, 检测从待测物体放射出的红外线, 达到测温的目的。
在接触式和非接触式两大类温度传感器中, 相比运用多的是接触式传感器, 非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用,目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器, 其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器, 将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类, 前者简称热电阻,后者简称热敏电阻。
常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等,它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等,常用的热电阻如PT100、 PT1000等。
近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器, 如DALLAS 公司 DS18B20, MAXIM 公司的 MAX6576、 MAX6577, ADI 公司的AD7416等,这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单,如 DS18B20该温度传感器为单总线技术, MAXIM 公司的 2种温度传感器一个为频率输出, 一个为周期输出,其本质均为数字输出,而 ADI 公司的 AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C 总线, 这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便,但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有 -55~ +125℃,而且温度的测量精度都不高,好的才 ±0.5℃ , 一般有 ±2℃左右,因此在高精度的场合不太满足用户的需要。
热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器, 它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。
常用的热电偶材料有铂铑 -铂、铱铑 -铱、镍铁 -镍铜、铜 -康铜等,各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。
热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。
非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低,这种测温方法可避免与高温被测体接触,测温不破坏温度场,测温范围宽, 精度高, 反应速度快, 既可测近距离小目标的温度, 又可测远距离大面积目标的温度。
目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵, 二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题, 而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。
由于本设计的任务是要求测量的范围为 0℃~100℃,测量的分辨率为 ±0.1℃, 综合价格以及后续的电路, 决定采用线性度相对较好的 PT100作为本课题的温度传感器,具体的型号为 WZP 型铂电阻,该传感器的测温范围从-200℃~+650℃。
具体在0℃~100℃的分度特性表见附录 A 所示。
第二节方案论证温度测量的方案有很多种, 可以采用传统的分立式传感器、模拟集成传感器以及新兴的智能型传感器。
方案一:采用模拟分立元件如电容、电感或晶体管等非线形元件, 该方案设计电路简单易懂, 操作简单, 且价格便宜,但采用分立元件分散性大,不便于集成数字化,而且测量误差大。
方案二:采用温度传感器通过温度传感器采集温度信号,经信号放大器放大后,送到 A/D转换芯片, 将模拟量转化为数字量,通过 labview 显示。
热电阻也是最常用的一种温度传感器。
它的主要特点是测量精度高, 性能稳定,使用方便,测量范围为 -200℃~650℃,完全满足要求,考虑到铂电阻的测量精确度是最高的,所以我们设计最终选择铂电阻 PT100作为传感器。
该方案采用热电阻PT100做为温度传感器、 AD620作为信号放大器, TLC2543作为 A/D转换部件, 对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。
相对与方案一, 在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升。
在这里我选用方案二完成本次设计。
第三节系统的工作原理测温的模拟电路是把当前 PT100热电阻传感器的电阻值,转换为容易测量的电压值,经过放大器放大信号后送给虚拟仪器实验室的 PCI-6251数据采集卡 , 再通过虚拟仪器把当前的电压值转变成温度第四节系统框图本设计系统主要包括温度信号采集单元, 数据处理单元, 时间、温度显示单元。
其中温度信号的数据采集单元部分包括温度传感器、温度信号的获取电路(采样、放大电路。
系统的总结构框图所示。
第二章硬件设计第一节 PT100传感器特性和测温原理电阻式温度传感器 (RTD, Resistance Temperature Detector是指一种物质材料作成的电阻 , 它会随温度的改变而改变电阻值。
PT100温度传感器是一种以铂 (Pt做成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数 ,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示:在 0~650℃范围内:Rt =R0 (1+At+Bt2在 -200~0℃范围内:Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100t3式中 A 、 B 、 C 为常数,A=3.96847×10-3;B=-5.847×10-7;C=-4.22×10-12;由于它的电阻—温度关系的线性度非常好, 因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT其中α=0.00392, Ro为100Ω(在 0℃的电阻值 ,T 为华氏温度,因此铂做成的电阻式温度传感器,又称为 PT100。
PT100温度传感器的测量范围广:-200℃~+650℃,偏差小,响应时间短, 还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点,其得到了广泛的应用,本设计即采用PT100作为温度传感器。
主要技术指标:1. 测温范围:-200~650摄氏度; 2. 测温精度:0.1摄氏度;3. 稳定性:0.1摄氏度Pt100 是电阻式温度传感器, 测温的本质其实是测量传感器的电阻, 通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。
采用 Pt100 测量温度一般有两种方案:方案一:设计一个恒流源通过 Pt100 热电阻,通过检测 Pt100 上电压的变化来换算出温度。
方案二:采用惠斯顿电桥, 电桥的四个电阻中三个是恒定的, 另一个用 Pt100 热电阻, 当 Pt100电阻值变化时, 测试端产生一个电势差, 由此电势差换算出温度。
两种方案的区别只在于信号获取电路的不同,其原理上基本一致。
第二节信号调理电路调理电路的作用是将来自于现场传感器的信号变换成前向通道中 A/D转换器能识别的信号, 作为本系统, 由于温度传感器是热电阻 PT100, 因此调理电路完成的是怎样将与温度有关的电阻信号变换成能被 A/D转换器接受的电压信号。
第三节恒流源电路从上述关于 PT100传感器测温原理可知, 由 PT100构成信号的获取电路常用的方法有 2种,一种是构成的十分常见的电桥电路,当然,在本系统中, 考虑成本的问题, 一般采用单臂桥; 还有一种是运用恒流源电路, 将恒流源通过温度传感器, 温度传感器两端的电压即反映温度的变化。
