变送器的设计与实现.ppt

学习方案2:温度变送器的设计和实现，2.1学习目标掌握模拟信号的基本转换方法。掌握使用集成运算放大器将uA级温度传感器信号转换为0-5V的标准信号的设计思路和电路调试方法。2.2工作任务2.2.1工作任务名称AD592温度传感器信号传输电路的设计与实现。2.2.2作业任务背景变送器是将传感器测量的各种工艺信号(温度、压力、流量、液位等)转换为标准信号的装置，广泛应用于各种工业测量和控制系统。2.2.3AD592温度变送器技术标准(1)供电12VDC(2)变送器输入温度范围：0-100摄氏度(3)变送器输出电压范围：0-5VDC(4)精度等级：0.5级(传感器是检测被测量的信息并将检测到的信息转换为电信号或其他必要形式的信息输出的固定周期，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制要求的检测装置。自动检测和自动限制的第一部分。目前业界常用的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器、组件传感器等。传感器的输出信号类型根据输出信号区分传感器。模拟传感器将测量的非电量转换为模拟电信号。数字传感器将测量的非电量转换为数字输出信号。-准数字传感器将测量的信号量转换为频率或短周期信号的输出。开关传感器输出当测量的信号达到特定阈值时配置的低级或高级信号。2.3.3调节和转换传感器输出信号的原因是测量大量物理量，如温度、压力、力、流、运动、位置、PH、强度等。一般来说，传感器输出是相当小的电压、电流或电阻变化，因此传感器信号不能直接转换为数字数据，所以在转换为数字数据之前必须先进行调理。调理是放大、缓冲或校准模拟信号，以适合模拟/数字转换器(ADC)输入。然后，ADC将模拟信号数字化，并传输到微控制器或其他数字设备，用于系统的数据处理。2.3.4变送器的作用是什么：将各种工艺信号(温度、压力、流量、液位等)转换为标准信号。例如：将压力信号转换为标准信号的装置称为压力变送器。将温度信号转换为标准信号的设备称为温度变送器等。在工业应用中，发射机通常是指传感器和信号调理转换电路的组装。扩散硅压力变送器、温度变送器温度传感器、信号调理和转换电路的功能可以概括为以下三个主要方面：(1)消除滤波器，抑制干扰(2)转换电流电压电抗电压电抗电压(3)通过标准化转换将输出信号放大到05V或4 20ma成型，将频率输出转换为脉冲信号，2.3.5温度传感器的种类(1)，(2)铂电阻温度传感器PT100电源：手动温度系数：约0.003851/c0 c输出：100操作温度：-200 650 c响应时间：2S30S(与结构相关)铂铂电阻的温度-电阻关系通常是通过阶表获得温度值的多项式确定的近似线性关系。铂电阻的电阻必须将电路转换为电压，电路复杂，工作电流不能太大，以避免自热现象。(3)热电偶温度传感器(t型)电源：手动温度系数：非线性0 输出：0uV工作温度：-200到400热电偶使用两种金属触点的热电效应进行温度测量，工作温度范围大，冲击强，速度快。热电偶灵敏度低，容易受到(数十uv/c)干扰。热电偶输出电压与温度变化有非线性关系，测量中需要冷端补偿，信号调理电路复杂。(4)集成数字温度传感器DS1820电源：3.0V至5.5V输出：9位数字体积测量精度：0.5工作温度：-55至125 单线串行接口零功率备用ds1820是一件式数字温度传感器，信号调理，(5)温度传感器比较低热电偶灵敏度，温度和输出非线性关系，信号调理电路复杂，适用于大范围温度范围温度测量。铂电阻温度和输出非线性关系需要从电气组转换到电压，电路复杂，适用于大范围温度范围温度测量。DS1820采用一线串行数字控制，操作过程复杂，初学者也难以掌握。ad 592输出电流与温度呈线性关系，具有良好的抗干扰能力，满足设计要求的准确度、快速响应速度、信号调理电路易于实现。课程的首选温度传感器。(6)ad 592特性分析ad 592是外围电路简单的双端集成温度传感器。在室温测量领域，可以替代传统的温度传感器，如电调节器、电阻式温度传感器、热电偶等。电流温度系数为1ua/k，恒流源输出。问题和事故：AD592是传感器还是发射器？AD592广告是恒流源输出。请考虑恒流源的特性。发射器的功能是什么，主要包括哪些部分？AD592广告是模拟传感器，还是数字是传感器，为什么？为什么AD592的信号转换电路比热阻或热电偶温度传感器简单？为什么我们要将AD592广告的信号转换为0-5V的信号？提出绝对温度计与摄氏温度标准之间的转换关系。2.3.6AD592温度变送器的基本任务是创建温度变送器，并将AD592传感器的弱电流信号转换为0-5V的信号。变送器特性如下图所示。2.3.6.1电流/电压转换电路；电阻取样电路，问题和考虑8)此转换方法的缺点是什么？运算放大器电流电压转换电路，问题和事故9)这种转换方法的优点是什么？该电路的输入端反馈和输出端反馈是什么形式的？2.3.6.2。放大和转换电路设计1。ad 592恒流补偿，运算放大器电流电压转换电路的转换方式(1)恒流补偿(平移)后电流电压特性，转换，放大后电流电压特性，问题和事故电路为什么使用双