温度变送器调试与检测实施手册.docx

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温度变送器调试与检测实施手册

温度变送器调试与检测

实施手册

一．项目描述

在工业现场，需要对温度、压力、速度、角度、湿度、流量等各类非电物理量进行测量，测量这些非电物理量时，首先需要转换成模拟量电信号，然后通过导线传输到几百米外的控制中心或显示设备上。

这种将物理量转换成标准信号4～20mA或（1～5V）的仪表称为

变送器。

工业上主要有电压、电流两种变送器，但最广泛采用的是用4～20mA电流来传输模拟量。

本项目可以将工业现场采集的温度转换成标准信号4～20mA和（1～5V）。

1．项目的功能和性能

1）具有过流、过压保护功能。

2）输出一路标准信号4～20mA

3）输出一路标准信号1～5V

4）能把采集的温度使用LCD显示出来

5）温度测量范围

2.温度变送器的主要技术参数

1）额定工作电压：

＋24V±20%。

2）最小工作电压：

>12V。

3）极限工作电压：

≤30V。

4）额定输出过流限制保护：

内部限制25mA＋10%。

5）两线端口接错保护：

电源反接保护。

6）工作温度：

－30C～＋80C。

3、已具备资料

1）相关学习资料

（2）变送器调试与检测工艺文件

（3）电路板、元器件及配件

、项目资讯

1.温度变送器的使用场合？

2.温度变送器的结构组成？

3.画出电源处理电路的电路图并分析工作原理？

4.画出采集电路的电路图并分析工作原理？

5.画出放大电路的电路图并分析工作原理？

6.画出校准电路的电路图并分析工作原理？

7.画出1-5V输出电路的电路图并分析工作原理？

8.画出V/I变换电路的电路图并分析工作原理？

9.画出单片机接口电路的电路图并分析工作原理？

三、项目计划

1、根据电路原理图，列出材料清单。

2、查阅手册和网络资料，制定一个温度变送器费用预算计划表。

3、确定本项目需要使用的工具和辅助设备，填写下表。

项目名称

各工作流程

使用的工具

辅助设备

备注

4、本任务需要选择哪些仪器仪表？

为什么？

5、文字阐述变送器单板调试与检测工艺流程。

6、文字阐述变送器整机调试与检测工艺流程。

7、制作项目进程表。

四、项目决策

1、分小组讨论，分析阐述各自计划和调试、检测流程，确定方案。

2、老师指导确定最终流程图、调试与检测方案。

3、每组选派一位成员阐述方案。

五、项目实施

1.单板调试与检测

1.1调试前准备

1.1.1调试人员的培训技术部门组织调试、测试人员熟悉整机工作原理、技术条件及有关指标，仔细阅读调试工艺卡，使其明确调试内容、方法、步骤、设备使用及注意事项。

1.1.2技术文件的准备

产品调试之前，调试人员应准备好产品技术条件、技术说明书、电原理图、检修图和调试工艺卡等技术文件。

1.1.3仪器、仪表的准备

按照技术条件的规定，准备好测试所需要的各类仪器设备。

要求所用仪器、仪表应是符合计量标准和调试要求，并在有效期之内，符合技术文件的规定，满足测试精度范围的需要，并按要求放置好。

1.1.4被调物件的准备

准备好需要调试与检测的电路板。

1.1.5场地的准备调试场地应整齐、清洁、按要求布置，要避免高频、高压、强电磁场的干扰。

如调试高频电路应在屏蔽间进行。

1.1.6个人准备。

调试人员应按安全操作规程做好上岗准备，调试用图纸、文件、工具、备件等都应放在适当的位置上。

2．调试安全操作规程

2.1测试环境的安全措施：

无裸露的带电导体（如电源线、插头、电源开关等）。

2.2测试仪器的安全措施：

①仪器及附件的金属外壳应接地良好。

2仪器地线必须与机壳相连。

2.3操作安全措施：

1在接通被测电路的电源前，应检查其电路及连线有无短路等不正常现象；接通电源后，应观察电路板有无冒烟、打火、异常发热等情况。

如有异常现象，立即切断电源，查找故障原因。

2禁止调试人员带电操作，当补焊、焊接元件时，一定断开电源。

3如有高压测试调整，调试前应做好绝缘安全准备，如穿戴好绝缘工作鞋、绝缘工作手套等。

4使用和调试MOS电路时必须佩戴防静电腕套。

5强电调试时至少应有两人在场，以防不测。

其他无关人员不得进入工作场，任何人不得随意拨动总闸、仪器设备的电源开关及各种旋钮，以免造成事故。

6调试工作结束或离开工作场所前，应关掉调试用仪器设备等电器的电源。

3.板调工艺流程

板调工艺流程图

4．单板调试

2.调试前准备

1.1调试人员的培训技术部门组织调试、测试人员熟悉整机工作原理、技术条件及有关指标，仔细阅读调试工艺卡，使其明确调试内容、方法、步骤、设备使用及注意事项。

1.2技术文件的准备

产品调试之前，调试人员应准备好产品技术条件、技术说明书、电原理图、检修图和调试工艺卡等技术文件。

1.3仪器、仪表的准备

按照技术条件的规定，准备好测试所需要的各类仪器设备。

要求所用仪器、仪表应是符合计量标准和调试要求，并在有效期之内，符合技术文件的规定，满足测试精度范围的需要，并按要求放置好。

1.4被调物件的准备

准备好需要调试与检测的电路板。

1.5场地的准备

调试场地应整齐、清洁、按要求布置，要避免高频、高压、强电磁场的干扰。

如调试高频电路应在屏蔽间进行。

1.6个人准备。

调试人员应按安全操作规程做好上岗准备，调试用图纸、文件、工具、备件等都应放在适当的位置上。

2．调试安全操作规程

2.1测试环境的安全措施：

无裸露的带电导体（如电源线、插头、电源开关等）。

2.2测试仪器的安全措施：

①仪器及附件的金属外壳应接地良好。

②仪器地线必须与机壳相连。

2.3操作安全措施：

①在接通被测电路的电源前，应检查其电路及连线有无短路等不正常现象；接通电源后，应观察电路板有无冒烟、打火、异常发热等情况。

如有异常现象，立即切断电源，查找故障原因。

②禁止调试人员带电操作，当补焊、焊接元件时，一定断开电源。

3如有高压测试调整，调试前应做好绝缘安全准备，如穿戴好绝缘工作鞋、绝缘工作手套等。

4使用和调试MOS电路时必须佩戴防静电腕套。

5强电调试时至少应有两人在场，以防不测。

其他无关人员不得进入工作场，任何人不得随意拨动总闸、仪器设备的电源开关及各种旋钮，以免造成事故。

6调试工作结束或离开工作场所前，应关掉调试用仪器设备等电器的电源。

3.板调工艺流程

图10板调工艺流程图

4．调试

调试仪器和工具：

数字万用表（精度为3位半），双踪示波器，信号源（30MHz以上），调试台，放大镜，螺丝刀，镊子，电烙铁等。

4.1通电前检查

4.1.1目测：

焊装好的电路板主板应清洁、无锡渣，无明显的错焊、漏焊、虚焊和短路。

比如：

电解电容、二极管是否焊反。

参数是否按清单提供的标号位置焊接，芯片方向是否正确，保险管是否装入等。

4.1.2电路板电阻测试指标

表2电路板电阻测试指标值

序号

名称

测试点1

正向电阻指标【kΩ】

测试点2

备注

1

VCC

IC1的2脚

渐升至＞0.5

GND：

J1的1脚

2

VZ（基准

源）

IC2的3脚

1.2～2.7

3

+24V

IC1的3脚

1.2～2.7

4

电压输出端

J5的1脚

>10

J5的2脚

5

电流输出端

J6的1脚

>10

J6的2脚

电阻测试方法

用数字万用表的200kΩ档测试表1和表2中测试点1对测试点2间的电阻值。

4.2电源调试与检测

设备：

万用表或示波器。

表3电源电路电压指标

序号

名称

测试点1

直流电压指标【V】

测试点2

纹波

（mV

）

备注

1

VCC

IC1的2脚

+4.9~+5.2

GND：

J1的1脚

≤

100m

V

2

+5V

IC2的3脚

+4.95~+5.05

GND：

J1的1脚

≤

100m

V

3

+24

V

IC1的3脚

+23.8~+24.2

GND：

J1的1脚

≤

100m

V

测试方法：

当测试1、2项将万用表置于DC20V档，测试上表中的直流电压，测试结果应满足指标要求。

测试时，万用表的黑表笔接上表中的“测试点2”、红表笔接上表中的“测试点1”；当测试第3项将万用表置于DC50V档，测试上表中的直流电压，测试结果应满足指标要求。

测试时，万用表的黑表笔接上表中的“测试点2”、红表笔接上表中

的“测试点1”。

4.3空载调试与检测（不接传感器，接固定电阻）

4.3.1放大电路调试设备：

万用表和示波器。

调试时候，R1先直接用导线短接到地，R2不焊接；将图5中的J2两端短路，调节P1将Vin+和Vin-电压调2V；在输入端接入100欧电阻，此时V1=2.06V±0.02V；V14=1.96V±0.02V;V8=V7=1V±0.05V;（设U1A输出电压为U1，U1D输出电压为U14，U1B输出电压为U7，U1C输出电压为U8）。

否则检查放大电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.3.2校正电路调试设备：

万用表和示波器。

调试时，将电位器调节至0.9V，在输入端接入100欧电阻，此时，V7=0.5±0.05Vv；V1=0.5V±0.05V;（设U2B7脚输出的电压为V7，1脚输出的电压为V1），否则检查校正电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.3.3V/I电路调试

设备：

万用表、示波器和电流表。

当输入端接入100欧电阻时，J6的1脚对地电流为4mA±0.1mA，当输入端接入140欧电阻时，J6的1脚对地电流为24mA±0.5mA，否则检查V/I转换电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.3.41-5V信号电路调试

设备：

万用表和示波器。

当输入端接入100欧电阻时，J5的1脚对地电压为1V±0.05V，当输入端接入140欧电阻时，J5的1脚对地电压为5V±0.25V，否则检查V/I转换电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.4带载调试与检测（接入传感器）

4.4.1放大电路调试

设备：

万用表或示波器。

接入PT100温度传感器，当温度为25°C时，V8=V7=1.1V±0.05V;当温度为50C时，V8=V7=1.3V±0.05V;（设U1C输出电压为V8）。

否则检查放大电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.4.2校正电路调试

设备：

万用表或示波器。

接入温度传感器，当传感器的温度为25°C时，V7=V1=1.0V±0.05V;当温度为100℃

时：

V7=V1=2.5V±0.1V;（设U2B7脚输出的电压为V7，1脚输出的电压为V1）否则检查校正电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.4.3V/I电路调试

设备：

万用表或示波器。

接入温度传感器，当温度为0°C时，J6的1脚对地电流为4mA，当传感器的温度

为100°C时，J6的1脚对地电流为20mA，否则检查V/I转换电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.4.41-5V信号电路调试

设备：

万用表或示波器。

接入温度传感器，当温度为0°C时，J5的1脚对地电压为1V，当传感器的温度为100°

C时，J5的1脚对地电压为5V，否则检查1-5V信号电路，检查方法见故障的查找与排除。

4.5软件调试

4.5.1软件下载

设备：

计算机和专用软件。

使用计算机把，已经调试好的程序下载到单片机。

4.5.2软件调试

设备：

计算机和专用软件。

接入温度传感器，当传感器的温度为0°C时，LCD应显示0°C，当传感器的温度为40°

C时，LCD应显示40°C，当传感器的温度为100°C时，LCD应显示100°C，否则修正程序参数。

4.5.5固化程序

设备：

计算机和专用软件。

把参数修正的程序下载到单片机。

七．整机装配

7.1．装配流程图

图11整机装配流程图

7.1．材料准备

装配前准备好下列部件：

调试成功的电路板、机箱、接插件等材料。

7.2．安装控制板

用螺丝钉把电路板固定到机箱的底部。

7.3．装插头

用导线把控制板上的电源线接到面板上已固定好的插头上，同样接传感器的引出线。

7.4．装表盖

把变送器的外壳装好。

7.5．材料准备

在接头处贴上标签，表明接头的名称。

八．整机调试与检测

变送器整机装配完成后，测试整机的功能、性能和技术参数。

7.1输出电流测试

设备：

万用表、示波器和测温仪。

接入温度传感器时，当传感器的温度为0°C时，输出电流应为0mA，当传感器的温

度为50°C时，输出电流应为12mA，当传感器的温度为100°C时，输出电流应为24mA，否则检查电路板。

7.2输出电压测试

设备：

万用表、示波器和测温仪。

接入温度传感器时，当传感器的温度为0°C时，输出电压应为1V，当传感器的温度

为50°C时，输出电压应为3V，当传感器的温度为100°C时，输出电压应为5V，否则检查电路板。

7.3LCD显示测试

设备：

测温仪和目测。

接入温度传感器时，当传感器的温度为0°C时，LCD应显示0°C（误差1°C），当传

感器的温度为50°C时，LCD应显示50°C（误差1°C），当传感器的温度为100°C时，LCD应显示100°C（误差1°C），否则检查电路板。

六、项目检查与项目评估

1、检查各小组任务完成情况

2、小组讨论，自我评述完成情况及发生的问题，小组共同给出提升方案和效率的建议。

3、小组准备汇报材料，每组选派一人进行汇报。

4、老师对项目情况进行评价。

5、整理相关资料，列表说明项目资料及资料来源，注明存档情况。

项目名称

项目资料名称

资料来源

存档备注

6、成品上交资料备注。

项目名称

上交资料名称