董德龙31毕业综合实践报告.docx

1、董德龙31毕业综合实践报告毕业综合实践报告题目：PT100温度传感器制作姓 名董德龙学 号2008190701131学 院应用科技学院专 业软件技术 实 习 单 位北京邦达新技术公司校内指导教师刘琨企业指导教师明代都2011年4月10日装订线摘 要温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，温度传感器用在在工业生产过程中需要该装置适用于人民的日常生活和工、农业生产用于温度测量。温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。本文研究了温度传感器热电阻测温原理

2、及材料PT100温度传感器热电阻的结构，温度传感器热电阻测温系统的组成，温度传感器制作，温度传感器测试，并最终做成成品。关键词：PT100 温度 传感器 测试 目 录引 言 11 PT100温度传感器的概述 21.1 PT100温度传感器的用途 21.2 温度传感器的发展 22 PT100温度传感器制作的目标 33 温度传感器热电阻的运行原理 33.1温度传感器热电阻的制作材料 43.2 温度传感器热电阻的结构 43.3 温度传感器热电阻测温系统构成 74 PT100温度传感器的制作过程 75 PT100温度传感器的测试 76 结束 77 致谢 88 参考文献 8引 言传感器是一种物理装置或生

3、物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。简单的说传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传

4、递给其他装置或器官。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 本文对温度传感器进行了研究，并利用温度传感器进行环境的温度测量。1 PT100温度传感器的概述利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。温度是

5、自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温度传感器就会相应产生。 由于PT100热电阻的温度与阻值变化关系，人们便利用它的这一特性，发明并生产了PT100热电阻温度传感器。它是集温度湿度采集于一体的智能传感器。温度的采集范围可以在-200+200，湿度采集范围是0%100%。1.1 PT100温度传感器的用途在民用、工用、军用等领域的实际生产中越来越需要一种传感器能够采集温度信号进行处理。温

6、度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段:传统的分立式温度传感器，模拟集成温度传感器，智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本设计选择集成电路温度传感器AD590作为传感器器测量温度。该装置适用于人民的日常生活和工、农业生产用于温度测量。温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量

7、精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。1.2 温度传感器的发展现代信息技术的三大基础是信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段;(1) 传统的分立式温度传感器(含敏感元件);主要是能够进行非电量和电量之间转换；(2) 模拟集成温度传感器/控制器；(3) 智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。 2 PT100温度传感器制作的

8、目标按照传统制作PT100温度传感器的原理和方法，经过对传感器的学习，采用成熟的机械化制作工艺技术和手段，来制作PT100温度传感器，最终做出传感成品，并进行测试。实现当介质温度或者外界温度在100时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的因为工业中比较恶略的工作环境，是的这种传感器可以再多种自然环境，或者介质中真长工作，我将用比较好耐用的材料来制作传感器是的PT100传感器的工作范围达到（使用范围 -200500），基本参数：输出标准420mA DC（两线制）。供电DC 24V（12V-36V），尽量精度

9、达到国家A级0.15%，否则为B级0.5%，负载大于等于650（24V）。3 温度传感器热电阻的运行原理温度传感器的原理：pt100热电阻 是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的，按0时的电阻值R（）的大小分为10欧姆（分度号为Pt10）和100欧姆（分度号为Pt100）等，测温范围均为-200850.10欧姆铂热电阻的感温原件是用较粗的铂丝绕制而成，耐温性能明显优于100欧姆的铂热电阻，只要用于650以上的温区：100欧姆铂热电阻主要用于650以下的温区，虽也可用于650以上温区，但在650以上温区不允许有A级误差。100欧姆铂热电阻的的分辨率比10欧姆铂热电阻的分辨

10、率大10倍，对二次仪表的要求相应地一个数量级，因此在650以下温区测温应尽量选用100欧姆铂热电阻。PT100属于工业上常用金属热电阻。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt01+（t-t0），Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0）时对应电阻值；为温度系数。3.1温度传感器热电阻的制作材料从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、 电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有

11、间值函数关系（最好呈 线性关系）。 目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小。 由于考虑考工业现场的工作环境恶劣，因此我选用装配式热电阻，进行制作。 装配式热电阻：此产品具有技术先进、性能可靠、使用寿命长等优点，传感器的不锈钢保护套管内充高密度氧化物物质绝缘体，它具有很强的抗污染和优良的机械强度 ，因此它可使用于化工、石化、电力、冶金等工作条件恶劣的行业。装配式热电阻产品如图1所示：图1装配式热电阻产品图3.2 温度传感器热电阻的结构我选用制作的装配式热电阻的基本结构:传感器（连接装置接线盒保护管）变送模块装配

12、式热电阻基本的结构模式如图2所示：图2装配式热电阻基本的结构模式图装配式热电阻的构造如图3所示：图3装配式热电阻的构造图1基本结构:传感器（连接装置接线盒保护管）变送模块2长度表示方法：L保护管总长插入长度（单位：mm,密封面以下为插入长度）3冷端长度的确定：由于确定了保护管的总长度和插入长度，也就确定了保护管非插入部分的长度，即冷端长度。冷端长度标准为150mm；低于125的温度测量，看温度对冷端影响情况可以适当加长，如250mm或者300mm。4冷端长度的用途：a、变送模块的工作温度为1075，通过冷端长度使温度场到接线盒之间的传导和辐射温度降低，保护了变送模块的电路。b、如果采用热电偶传

13、感器就必须要有冷端长度。c、保护接线端和线缆。 有就我的技术要求是二线制4-20ma输出，因此二线制温度模块分别与热热电阻要相配合，可以将温度信号线性地转换成420mA直流标准输出信号。 变送模块的结构如图4所示：图4变送模块的结构图 热电阻二线制输出模块的电路如图5所示：图5热电阻二线制输出模块的电路图3.3 温度传感器热电阻测温系统构成热电阻测温系统一般由热电阻、导线和显示仪表等组成。特别关注以下两点1显示仪表的分度号必须要和热电阻的分度号必须一致，不然会有很大的测量误差。2为了消除连接导线电阻变化的影响，在测试成品的时候要进行换算。4 PT100温度传感器的制作过程 装配式热电阻制作过程

14、：1通过测试进行铂电阻筛选，因为铂电阻是热电阻温度传感器的测温核心，所以成品的精度达不达标必须选用精度高的铂电阻芯片。2保护管的材料选用也至关重要，它是的作用是保护铂电阻芯片和传输电路。我将选用的是不锈钢（1cr18Ni9Ti）作为保护管的材料。3进行制作先将PT100铂电阻用锡条焊接在导线上，然后翻入保护管中，将保护管与连接装置，接线盒按顺序进行焊接，将变送模块和已经与铂电阻芯片连接好的导线相连接在接线盒中固定，这样装配式热电阻基本完成。5 PT100温度传感器的测试装配式热电阻测试过程： 1.将装配式热电阻也仪表相连接。2.将装配式热电阻的测温端翻入冰桶中，冰桶可以模拟-50-0的温度环境

15、，当当PT100温度为0时它的阻值为100欧姆，换算的温度值为0。3将装配式热电阻的测温端翻入油槽中，油槽可以模拟0-500的温度环境，在100时它的阻值约为138.5欧姆，换算成温度微100。经过测试，我所制作的装配式热电阻PT100传感器达到了输出标准420mA DC（两线制）。供电DC 24V（12V-36V），尽量精度国家A级0.15%标准。因此我制作的装配式热电阻PT100传感器已经完成6 结束传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，

16、几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 科学技术离不开测量。测量的目的就是要获得被测对象的有关物理或化学性质的信息，以便根据这些信息对被测对象进行评价或控制，完成这一功能的器件就我们称之为传感器。传感器是信息技术的前沿尖端产品，被广泛用于工农业生产、科学研究和生等领域，尤其是温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。因此，我认为机电与自动化这个行业将一直的发展下去，随着科学的发展还有生产技术的不断更新传感器这个东西以后将越来越普及，用处将越来越广泛。 7 致谢从随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过十周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是

17、对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的

18、时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师刘琨对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。8 参考文献1 薛永毅 (作者), 姜余祥 (作者)，传感器技术及应用，北京航空航天大学出版社，第1版 (2005年1月1日) 2 金发庆(作者)，传感器技术及其工程应用,机械工业出版社出版,（2010年6月1号）3 周传德（作者），传感器与测试技术，重庆大学出版社 ，（2009年6月-1日）