中国石油大学(华东)传感器课程设计实验报告

2014—2015学年第3学期传感器课程设计实习报告专业班级姓 学 号报告日期 2015年7月20日传感器课程设计暑期实习报告第一局部变送器电路试验一：试验仪器和设备DT9208万用表一只、＋5/24V直流电源一台、万能电路板一块、镊子一只、导线假设干、XTR106等芯片、常用电子元器件假设干。二：试验步骤2、了解电阻式传感器原理、测量转换线路。式传感器、压阻式传感器等。测量转换线路：桥路电阻〔以应变片式压力传感器为例〕图1全桥式应变片测量电路R1R3、R2R4的阻值变化方向全都〔变化方向如上图所示〕。3XTR106芯片厂家英文资料，把握其工作根本原理。XTR1064~20mA两线制集成单片变送器,，它的最大特点是可以对不平衡电桥的固有非线性进展二次项补偿,。它可以使桥路传感器的非线性大大改善,，改善前后非线性比最大20：1。43电路的工作原理。2XTR原理：通过转变电阻的阻值，使桥路产生相应的mV级压差，桥路的输出分别连到运放的两个正输入端，经运放以后产生V级电压差。运放的输出再进入到〕4~20mA电流5.1VXTR106芯片供给，XTR10624V供电电压由试验台供给。5、利用万能电路板搭建上述电路，要求分局部搭建，分成电阻桥路局部、差动放大局部、XTR本体局部，要求对前两局部电路线进展测试，确认符合相关要求时方可接入第三局部电路。进展了测试。当电桥平衡时：桥路局部：，桥路的两端分别都有电压，但桥路输出为零。电桥不平衡时：桥路局部：桥路的输出不为零，最大时压差为0.6mV。V数为30，实测值和理论值相差不大。6、上述电路没有考虑零点、量程调整电路，请结合上述电路设计零点、量程调整电路，并实现该功能。PT100铂热电阻相邻的位置放置一个滑动变PT100100100量程调整：在XTR106芯片的3,4管脚处接一个滑动变阻器进去，当桥路输出为零时，可以调整此电位器，使得输出4mA20mA7、进展变送器性能测试。进展负载试验，给出负载范围，思考远距离信号传输中应留意的问题。XTR106由于试验室操作，不需要传送导线，所以其实际计算公式如下：其中V+是管脚10和地之间的电压差，R=8250~830欧姆，理论与实际根本吻合。〔8-10任选其一〕8、考虑如何实现应变片压力变送器的功能，包括非线性补偿问题该如何处理，并实现非线性补偿，测试补偿前后的变送器特性，要求的量程范围0-100〔克〕。9、考虑如何实现Pt100热电阻温度变送器的功能，包括非线性补偿问题该如何处理，并实现非线性补偿，测试补偿前后的变送器特性，要求的量程范围0-200度。由PT100PT100阻值为100欧姆，200175.861KPT100100，175.86XTR1064mA，20mA。非线性补偿问题：A、PT100铂热电阻的非线性和不平衡电桥的非线性都给最终的温度测量带来肯定的非线性误差。因此需要通过电路设计实现非线性问题的调整。XTR106芯片则是实现该功能的最正确选择。由参考资料可知，PT100〔如以下图4所示〕，其中连接于111RlinVin612VrefVin300温度02040608011.221.461.992.623.1221.171.432.032.583.1131.181.422.022.593.13平均电压1.191.07411.441.58412.012.09412.62.60413.123.1141偏差-0.09590.15410.06410.02410.00411001201401601802003.674.194.695.265.726.033.644.224.715.235.715.983.654.224.735.225.735.993.664.214.715.245.7263.62414.13414.64415.15415.66416.1741-0.0159-0.0859-0.0659-0.0759-0.04590.1941补偿后的特性曲线：Pt100温度特性曲线Pt100温度特性曲线7y=0.0255x+1.0673压电6543210050100150200250温度/t图3补偿后的特性曲线XTR106芯片处理后的非线性问题得到了很好地改善。10XTR106设计温度变送器〔Cu50〕，要求量程：0～50度。三：试验中消灭的问题后，最终最终顺当的进展了下一步。 开头没有搞清出放大倍数和量程调整电位器之间的关系，所以在输出电流上下限的调整时消灭了一些小问题。经过查找资料，后来找出了它们之间的当量程范围比较小时，可以适当增大放大倍数。这样在选好放大倍数时，再调整量程就会有事半功倍的效果。关于负载的问题，开头也不是理解的很透彻，导致开头测试时不知道负载的大致数值，但在后来的不断地测量中，觉察当负载电阻超过大约800欧姆时0~800欧姆。四：试验总结了这个技能。经过对材料的学习和同学的争论最终完成了焊接电路的原理图。pt100PT100〔即温度和输出电流之间的非线性关系，同时了解了如何在电路中添加器件以实现零点和量程的调计算。总之，这次实习不仅熬炼一个人的思维力量，由于要排版和布局，还熬炼而且收获了乐趣，一举多得。2ProtelDXPPCB一：内容ProtelDXPPCB二：步骤1ProtelDXP2004软件工作原理；2PCB电路板设计的根本原则、电路板布线原则。3、进展上述电路及补充电路原理图设计；4、理解并进展元器件封装设计；5、理解并生成网络表；6PCBPCB文件。三：留意事项PCB会对其进展保存，防止未保存对之后操作产生不必要的影响。而且原理图、元件库、PCBPCB3、在对原理图进展布线时，留意各个器件之间的距离，防止连接穿插线时本不2、在建原理图之前需要加载需要用到的元件库，找到文件夹的放置位置，找到需要搜寻系统元件时，具体操作如以下图所示：3、在对原理图进展布线时，留意各个器件之间的距离，防止连接穿插线时本不则会在编译的时候报错。〔显示名字和标识〕的对应关系，而且要把具有非电气特性端与元件边框相连，防止在编译时报错。〔编译〕无误，在产生网络表之前，要对元器件进展封装。除了系统自带的元件其他元件都需要进展封装6、在PCB板上布局时留意调整各个器件的排列，让连线简洁明白，尽量水平或留意不要有间隔。PCB框起来。四：实习报告1PCB局最合理。〔同时留意删除器件盒〕在元件布局时应留意以下几点：先布放关键元器件〔如单片机、DSP、存储器等〕线的走向布放其他元件。模拟电路模块与数字电路模块应分开布置，不要混合在一起。带强电的元件与其他元件距离尽量要远，并布放在调试时不易触碰的地方。电位器、可变电容等元件应布放在便于调试的地方。2、进展上述电路及补充电路原理图设计；APCBB、创立原理图CB、创立原理图C、原理图绘制XTR106芯片库设计D、原理图电气规章检查D、原理图电气规章检查E、库原件的查找3、理解并进展元器件封装设计〔XTR106〕；APCBB、生成网络表、55PCBPCB仿真五：试验中消灭的问题1、生成网络表之前没有对运放、二极管、三极管进展封装，而且也没有留意封PC