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电桥测温电路

发布时间:2023-03-10 04:47:45

A. 求助 PT100测温电路 设计方案: 惠通斯电桥的稳压电源采用 TL431分出2.5v电

一般都用桥式电路,这样好取得零点电位(可以
是零度,或其他温度)
采用恒流供电,为了取得线性的温度-电压值。
一般都用桥式电路,这样好取得零点电

位(可以是零度,或其他温度)
采用恒流供电,为了取得线性的温度-电压值


一般都用桥式电路,这样好取得零点电位(可以是零度,或其他温度)
采用恒流供电,为了取得线性的温度-电压值。

B. 惠斯顿电桥测温电路中 PT100怎么根据电压值精确的计算它的温度值

电桥平衡时,检流计所在支路电流为零,则有:
(1)流过R1和R3的电流相同(记作I1),流过R2和R4的电流相同(记作I2);
(2)B,D两点电位相等,即UB=UD。因而有 I1R1=I2R2。
由于三个阻值已知,便可求得第四个电阻。测量时,选择适当的电阻作为R1和R2,用一个可变电阻作为R3,令被测电阻充当R4,调节R3使电桥平衡,而且可利用高灵敏度的检流计来测零,故用电桥测电阻比用欧姆表精确。电桥不平衡时,G的电流IG与R1,R2,R3,R4有关。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值,因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。在不平衡电桥中,G应从“检流计’改称为“电流计”,其作用不是检查有无电流而是测量电流的大小。可见,不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有原则上的区别。利用电桥还可测量一些非电学量。
关于测温原理你到此处看http://ke..com/view/1299879.htm

C. 哪位大神有pt100的测温电路,真正可以用的,学习学习,不懂电路设计,谁有的话,方便提供一下,多谢

常用的Pt电阻接法有三线制和两线制,其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上,使得导线电阻得以消除。常用的采样电路有两种:一为桥式测温电路,一为恒流源式测温电路。其中图1为三线制桥式测温电路,图2为两线制桥式测温电路,图3为恒流源式测温电路。下面分别对桥式电路和恒流源式电路的原理在设计过程中应注意事项进行说明(注:这两个电路本人均有采用及试验,证明可行)
一、 桥式测温电路
桥式测温的典型应用电路如图1所示(图1和图2均为桥式电路,分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别)。
测温原理:电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源;采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥(其中R1=R2,VR2为100Ω精密电阻),当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时,电桥输出一个mV级的压差信号,这个压差信号经过运放LM324放大后输出期望大小的电压信号,该信号可直接连AD转换芯片。差动放大电路中R3=R4、 R5=R6、放大倍数=R5/R3,运放采用单一5V供电。
设计及调试注意点:
1. 同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小;
2. 改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数,以便满足设计者对温度范围的要求
3. 放大电路必须接成负反馈方式,否则放大电路不能正常工作
4. VR2也可为电位器,调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定,例如Pt100的零点温度为0℃,即0℃时电阻为100Ω,当电位器阻值调至109.885Ω时,温度的零点就被设定在了25℃。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节,这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变。
5. 理论上,运放输出的电压为输入压差信号×放大倍数,但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系,压差信号比理论值小很多,实际输出信号为
4.096*(RPt100/(R1+RPt100)- RVR2/(R1+RVR2)) (1)
式中电阻值以电路工作时量取的为准。
6. 电桥的正电源必须接稳定的参考基准,因为如果直接VCC的话,当网压波动造成VCC发生波动时,运放输出的信号也会发生改变,此时再到以VCC未发生波动时建立的温度-电阻表中去查表求值时就不正确了,这可以根据式(1)进行计算得知。
二、 恒流源式测温电路
恒流源式测温的典型应用电路如图3所示。
测温原理:通过运放U1A将基准电压4.096V转换为恒流源,电流流过Pt100时在其上产生压降,再通过运放U1B将该微弱压降信号放大(图中放大倍数为10),即输出期望的电压信号,该信号可直接连AD转换芯片。
根据虚地概念“工作于线性范围内的理想运放的两个输入端同电位”,运放U1A的“+”端和“-”端电位V+=V-=4.096V;假设运放U1A的输出脚1对地电压为Vo,根据虚断概念,(0-V-)/R1+(Vo-V-)/RPt100=0,因此电阻Pt100上的压降VPt100=Vo-V-=V-*RPt100/R1,因V-和R1均不变,因此图3虚线框内的电路等效为一个恒流源流过一个Pt100电阻,电流大小为V- /R1,Pt100上的压降仅和其自身变化的电阻值有关。
设计及调试注意点:
1. 电压基准源可以采用TL431按图1的电路产生可调的。
2. 等效恒流源输出的电流不能太大,以不超过1mA为准,以免电流大使得Pt100电阻自身发热造成测量温度不准确,试验证明,电流大于1.5mA将会有较明显的影响。
3. 运放采用单一5V供电,如果测量的温度波动比较大,将运放的

D. 急!作业: 设计一个温度测量电路。-不是画电路图,而是设计一个简单系统(帮帮忙)

设计思路:

(1)对温度进行测量、控制并显示,首先必须将温度的度数(非电量)转换成电量,然后采用电子电路实现题目要求。可采用温度传感器,将温度变化转换成相应的电信号,并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号,然后进行译码显示。

(2)恒温控制:将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压VREF,用实际测量值与VREF进行比较,比较结果(输出状态)自动地控制、调节系统温度。

(3)报警部分:设定被控温度对应的最大允许值Vmax,当系统实际温度达到此对应值Vmax时,发生报警信号。

(4)温度显示部分采用转换开关控制,可分别显示系统温度、控制温度对应值VREF,报警温度对应值Vmax。

原理框图:

三、单元电路设计与参数计算

⑴ 传感器可以采用铂电阻R10、精密电阻和电位器R20组成测量电桥,电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号,将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤去。如图1所示。

在0oC,调节R20,使显示器显示0oC。在50oC时,调节放大器的增益(调节电位器R21),使显示器显示50oC 。注意放大的输出电压不允许大于A/D转换器的最大输入电压值。

⑵ 被测温度信号电压加于比较器(Ⅰ)与控制温度电压VREF进行比较,比较结果通过调温控制电路控制执行机构的相应动作,使被控系统升温或降温。

⑶ 当控制电路出现故障使温度失控时,使被控系统温度达到允许最高温度对应值,用声、光报警电路发出警报,值班人员将采取相应的紧急措施。

⑷ 开关S1可分别闭合系统温度、控制温度电压VREF和报警温度电压,通过A/D转换器将模拟量转换成数字量,显示器显示出相应的温度数值。

单元电路分析:

1.测量温度电路:传感器采用铂电阻、精密电阻和电位器组成测量电桥,电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号,通过放大然后输出。

2.滤波电路:低通滤波器将高频干扰虑去,稳定电压值。

3.译码显示电路:因为在EWB10的软件中找不到直接十进制的译码器,AD转换器是十六进制,而设计要求是十进制显示。所以我们在此分为两种方案

方案一:AD转换器将模拟电压信号转化为数字信号并直接通过LED数字译码显示器显示。

方案二:AD转换器将模拟电压信号转化为数字信号,通过加法器、比较器、与非门接连成十进制译码器通过LED数字译码显示器显示。

电路说明:

(1)、 AD转换的高4位输出到比较器(U12)的A0~A3,低4位放到比较器(U13)的A0~A3。

(2)、十六进制计数器(U8)输出端QA~QD接到比较器(U12)的B0~B3,十六进制计数器(U4)输出端QA~QD接到比较器(U13)的B0~B3,低位的十六进制计数器(U4)经过与门接脉冲XFG2。

(3)、十进制计数器U9、U10、U11按从低位到高位连接,低位经过与门接与十六进制计数器(U4)接的脉冲XFG2。

(4)、通过两个比较器之后,当B大于A的时候,通过与门和非门的组合输出一个低电平,把脉冲截止,停止计数。

(5)、所得的数就是十六进制转换成的十进制数。

(6)、脉冲XFG3控制十进制计数器U17,当计数器输出都为高电平时通过或非门得到一个高电平,控制十进制计数器U9、U10、U11和十六进制计数器U4、U8同时清零,重复计数。

通过两个方案比较,因为EWB10软件的限制,找不到一个可以直接把八位二进制数转换成8421BCD的芯片,另外方案二电路比较复杂,它是通过计数器把十六进制转换成十进制,译码显示速度比较慢,有可能看到数字计数时比较混乱,不能时时看到温度变化,所以最后选取方案一进行实验。

4.两个开关J1、J2分别控制3个输入端,随时查看实时温度、报警温度和控制温度。

5.电压通过比较器与特定值比较,高于额定值时发出蜂鸣与报警。

6.电压通过比较器与特定值比较,低于特定值时发热,高于特定值时制冷。

四、总原理图及元器件清单

1.总原理图

2.元件清单
元件序号

型号

主要参数

数量

备注

R1、R2、

电阻

100欧

2

R10

铂电阻

100欧

1

R20

滑动电阻

100欧

1

R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R11、R21

电阻

1000欧

8

C1、C2

电容

2

Vcc

电源

+9V

7

Vdd

电源

+3V

4

Vee

电源

-9V

2

R18

电阻

709欧

1

R12

电阻

847欧

1

R13、R22

电阻

750欧

2

R19、R23

电阻

70欧

2

R16、R17

电阻

933欧

2

R14、R15

滑动电阻

847欧

2

D1

二极管

1N1202C

1

T1、T2、T3、T4

三极管

BC548B

4

U7

放大器

741

1

U1、U2、U3

集成运放

OPAMP

3

XFG1、XFG2、XFG3

信号发生器

XFG

3

A1

A/D转换器

ADC

1

U5、U6

7段LED

DCD_HEX

2

LED1、LED2、LED3、LED4

发光二极管

LED

4

J1、J2

开关

开关

2

U09、U10、U11、U17

十进制加法器

74192

4

U12、U13

比较器

7485N

2

U4、U8

十六进制加法器

74161N

2

U18A、U19A、U21A

与门

74HC08D_2V

3

U20A

与非门

74HC01D_2V

1

U22

非门

NC7ST04_5V

1

U23A

四输入或非门

BC548B

1

五、安装与调试

1、使用仿真软件 EWB 10进行仿真。

2、各部分单元电路进行测试。

3、测试成功后,把各部分单元电路连接起来。

4、开始仿真,按要求调节各项参数。

5、通过R18、R12串联分压把温度控制在120 oC之内,使系统符合设计要求。

6、将开关J2拨到A端,调节滑动变阻器R10、R20使译码器显示0oC。在50oC时,调节放大器的增益(调节电位器R21),使显示器显示50oC 。测试表明,系统符合要求,能实现测量温度功能。

7、将开关J2拨到D端,将开关J1拨到B端,通过可调变阻器R15调节控制报警温度,再通过可调变阻器R14调节报警温度,当调到高于控制报警温度,报警指示灯LED1、LED2就会亮,测试表明,系统符合要求,能实现报警功能。

8、将开关J2拨到D端,将开关J1拨到C端,调节控制温度,当控制温度高于现时温度时,发热指示灯LED4亮,制冷LED3灭;控制温度低于现时温度时,发热指示灯LED4灭,制冷指示灯LED3亮。

六、性能测试与分析

1、传感器可以采用铂电阻、精密电阻和电位器组成测量电桥,电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号,将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤去。

2、A/D转换器以+9V作为基准电压VREF , 差动放大器输出的电压与基准电压VREF 进行比较,输出相应的二进制数。

3、比较器,将传感器可以采用铂电阻、精密电阻和电位器组成测量电桥,电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器的输出电压与控制电压或者报警电压通过比较器进行比较,输出高低电平,控制报警或者发热制冷。

4、 测量温度为0~1200C,精度为±0.50C;整体调试无错误,但受软件限制,代表热敏电阻的滑动电阻R10难以微调,所以精确度受限于现实中热敏电阻。

5、将开关J2拨到D端,将开关J1拨到C端,控制滑动变阻R15,温度连续可调,精确度可以控制在±1OC的范围,不过滑动变阻受限于软件难以微调,控制范围可能会有偏差。

6、假设报警温度400C,当现实温度大于或等于400C的时候比较器会输入一个电压值控制三极管导通,使报警系统触发。滑动变阻器R14可以连续控制报警温度,不过也受限于软件,难以微调。

七、结论与心得

本实验基本上是成功的,能达到设计要求。通过本实验,学会了EWB10.0仿真软件的应用,通过搜寻资料,对模电、数电的知识进行很好的巩固,综合应用了数电、模电译码、AD转换器、运放等方面的知识,通过本实验对两门课程很好进行了综合应用。学会了采用铂电阻、精密电阻和电位器组成测量电桥,学会了通过调节电压来调节温度,学会了通过使用比较器对输出(表示温度的)电压进行比较,本实验让我获益匪浅。

E. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数转换为

假设四个电阻固定,当s闭合时,若满足:“R3*R2=R1*R4”,即对角的电阻乘积相等,则此时Ucd等于0,就是cd间没有电压。利用这个原理,当等式两边四个量中的一个为未知量的时候,如果调节其余的三个值能使得等式成立,那么用公式就可以得到未知量。但是实际上只要等式两边各有一个可以调节的可变电阻,那么另外两个电阻有一个是定值,则余下的另外一个必然可以得到。用这个原理可以做成电阻测量箱。而这个原理用的就是“电桥”的概念,或者说“平衡电桥”的概念。

电桥的作用
电桥分单臂电桥和双臂电桥,主要用于测量各类带有电感特性设备的直流电阻测试,特别适用于大型电力变压器、互感器的直流电阻的测量;测量简单、迅速、操作一目了然。它是一种电阻测量工具。

电桥的使用
电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。由于它测量准确,方法巧妙,使用方便,所以得到广泛应用。电桥电路不仅可以使用直流电源,而且可以使用交流电源,故有直流电桥和交流电桥之分。

直流电桥主要用于电阻测量,它有单电桥和双电桥两种。前者常称为惠斯登电桥,用于1~106Ω范围的中值电阻测量;后者常称为开尔文电桥,用于10-3~1Ω范围的低值电阻测量。

测量电桥的基本特性
相邻桥臂的电阻有大小相等、符号一致的变化,或相对桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化,不影响电桥的输出。

相邻桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化,或相对桥臂的电阻有大小相等、符号一致的变化,则电桥的输出加倍,即电桥的灵敏度提高为原来的两倍。

若相邻桥臂的电阻有大小相等、符号相反的变化,而相对桥臂的电阻有大小相等、符号相同的变化,则电桥的输出将增加三倍,即电桥的灵敏度提高为原来的四倍

电桥使用方法
1、在电桥背面电池盒内按极性装入6节R20型和3节6F22型干电池。当电桥工作电源采用外接时,内装R20型电池应全部取出;

2、将指零仪电源开关拨至“通”位置,5分钟后调节“调零”旋钮,使指针指“0”。将倍率盘和测量盘来回旋转数次,以使开关、滑盘接触良好;

3、将被测电阻,按四端钮法接入电桥的C1 、P1、P2、C2接线柱,其中AB之间为被测电阻。测量0.1Ω以下电阻时,测量用连接导线电阻应不大于0.01Ω;

4、估计被测电阻值大小,适当选择倍率盘和测量盘,按下“G”“B”按钮,同时调节测量盘,使指零仪重新指零,此时电桥平衡,被测电阻Rx为Rx=倍率×测量盘的示值;

5、指零仪灵敏度开始时应放在较低位置,电桥初步平衡后再提高,这样既能缩短测量时间又可防止指零仪指针的损坏。

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