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新聞詳情

地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻的溫度傳感器應(yīng)用原理及規(guī)則

來(lái)源：上海自儀作者：上海自動(dòng)化儀表

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概述：

下文由上海自動(dòng)化儀表廠銷售工程LIEYUF針對(duì)地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICL7107為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)基于地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻的電子溫度計(jì)，系統(tǒng)由信號(hào)采集模塊、信號(hào)放大模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊四個(gè)模塊組成。系統(tǒng)經(jīng)熱電阻感受外界溫度的變化，并在LED屏上顯示實(shí)際的溫度值。該溫度計(jì)原理簡(jiǎn)單、制作方便，可用于實(shí)踐教學(xué)中。

電子溫度計(jì)的設(shè)計(jì)是電子專業(yè)課程實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)的熱門課題。以《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程為例，溫度傳感器是該課程的重要章節(jié)，基于地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻不同溫度傳感器的溫度計(jì)的制作是課程實(shí)踐的重點(diǎn)。市面上大部分溫度計(jì)是以單片機(jī)為核心的，但考慮到有的學(xué)生沒有單片機(jī)基礎(chǔ)，因此設(shè)計(jì)出一個(gè)以模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)為核心的溫度計(jì)是非常有必要的。

一、總體功能設(shè)計(jì)

地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻系統(tǒng)總體功能框圖如圖 1 所示，信號(hào)采集模塊完成對(duì)溫度的采集，信號(hào)處理模塊完成對(duì)溫度信號(hào)的數(shù)字化處理，顯示模塊完成對(duì)非常后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行顯示。

二、硬件設(shè)計(jì)

（一）信號(hào)采集模塊

常見的地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻溫度傳感器有熱電偶、熱電阻、熱敏電阻、集成溫度傳感器等，其中熱電偶通常用于測(cè)量 1000℃以上的高溫，且使用時(shí)需要冷端補(bǔ)償；熱敏電阻使用簡(jiǎn)單，但是由于其溫度特性的非線性，通常不用于測(cè)量場(chǎng)合；集成溫度傳感器通常需要與控制器（如單片機(jī)）相連才能使用。因?yàn)闊犭娮璧臏囟忍匦允欠浅＞€性的，本文決定采用?完成地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻溫度信號(hào)的采集。如圖 2 所示。將 PT100 與 R1 電阻串聯(lián)分壓，即可將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。當(dāng) t=0℃時(shí)，地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻?的阻值等于 R1，此時(shí)分壓電壓為 2.5V。

（二）地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻信號(hào)處理模塊

信號(hào)處理模塊以模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TC7107 為核心，它是由美國(guó)Intersil 公司專門根據(jù)數(shù)字儀表生產(chǎn)的數(shù)字儀（滿幅輸入電壓取 200mV 或者 2VINFS 表）地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻所設(shè)計(jì)出的一種專用芯片。ICL7107芯片具有高集成度、高轉(zhuǎn)換進(jìn)度以及抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。它里面包含 31/2 位的數(shù)字 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并且可以將 LED 數(shù)碼管直接驅(qū)動(dòng)，199.9 為非常大顯示數(shù)值，非常小的分辨率可以達(dá)到 100uV，轉(zhuǎn)換精度則是 0.05。部分引腳功能為：a.V+ 和 V-：分別表示電源的正極、負(fù)極 ;b.GND: 接地 ;c.OSC1 ～ OSC3: 表示的是時(shí)鐘振蕩器的引出端，外接阻容或石英晶體所組成的一個(gè)振蕩器。其中第 38 腳至第40 腳的電容選擇是根據(jù)式 FOSL=0.45/RC 來(lái)決定的 ;d. COM: 表示模擬信號(hào)公共端，一般地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻與輸入信號(hào)負(fù)的一極和基準(zhǔn)電壓的負(fù)極相連 ;e.TEST: 測(cè)試端 ;f.VREF+、VREF- ：分別是基準(zhǔn)電壓的正極和負(fù)極 ;g.INT：地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻積分電容器 ;h.IN+、IN-：表示的是模擬量的輸入端，分別與輸入信號(hào)的正極和負(fù)極相連 ;i. AZ：表示的是該積分器和比較器的反向輸入端，與自動(dòng)調(diào)零電容相連 ;j. BUF：表示的是緩沖放大器的輸出端，接積分電阻）;k.第 2 腳至第 20 腳為顯示部分。

地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓后，連接至 TC7107的 31 腳 VIN+ 端。通過(guò) 調(diào) 節(jié) RV1 使得 ICL7107 的第 36 腳為2V，將第 31 腳與第 36 腳標(biāo)定的基準(zhǔn)電壓（2V）進(jìn)行比較后完成數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換工作，即 AD 轉(zhuǎn)換。

（三）顯示模塊

TC7107 完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后，可直接連接地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻 LED 數(shù)碼管，如圖 2所示。其中 A1-G1、A2-G2、A3-G3 分別為輸出信號(hào)的 0-2 位，AB4 輸出第 3 位，僅能表示 0 或 1。從下至上四個(gè)數(shù)碼管，非常好個(gè)數(shù)碼管使用 b、c 兩段只顯示“1”，且只有第三個(gè)數(shù)碼管的 DP 引腳被應(yīng)用，地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻顯示小數(shù)點(diǎn)并點(diǎn)亮。因此，四個(gè)數(shù)碼管能顯示的非常大溫度值是“199.9”。通過(guò)數(shù)據(jù)處理電路，四個(gè)LED 數(shù)碼管接在 ICL7107 芯片的第 2 腳至第 20 腳，通過(guò)芯片的 AD 轉(zhuǎn)換工作，使得四個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)值。本文中數(shù)碼管為共陽(yáng)管。

三、結(jié)束語(yǔ)

在焊好電路板后需要仔細(xì)檢查電路板上的元器件是否安插正確以及是否有虛焊現(xiàn)象；調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電壓源，使得輸出的電壓是 +5V，為提高準(zhǔn)確性，電路板上電前先用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量；將 ICL7107 的基準(zhǔn)電壓調(diào)試到 2V。將所制作的地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻放置于室溫中，調(diào)節(jié) RV1，使數(shù)碼管顯示室溫；加熱地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻，地坑筒防砂水泵活動(dòng)法蘭耐腐鉑電阻記錄不同溫度時(shí)數(shù)碼管的顯示值。實(shí)驗(yàn)表明，該溫度計(jì)能準(zhǔn)確地顯示熱電阻的溫度。