





























觉器官。
而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。
为适应这种情况,就需要传感器。
因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。
新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。
在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。
因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。
现代科学技术的发展,进入了许多新领域例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到的瞬间反应。
此外,还出现了对深化物质认识开拓新能源新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温超低温超高压超高真空超强磁场超弱磁砀等等。
显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。
许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。
些传感器的发展,往往是些边缘学科开发的先驱。
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,几乎每个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
由此可见,传感器技术在发展经济推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。
世界各国都十分重视这领域的发展。
相信不久的将来,传感器技术将会出现个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。
传感器的原理传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化极化热电光电磁电等效应。
被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
向传感器提供电源,激磁电路中的晶体振荡器产生的方波,经过功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到的直流电源,该电源做运算放大器的工作电源由基准电源与双运放组成的高精度稳压电源产生的精密直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为放大器及转换器的工作电源。
当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的级的应变信号通过仪表放大器放大成的强信号,再通过转换器变换成频率信号,通过信号环形变压器从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。
由于该旋转变压器动静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。
有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。
大多数传感器是以物理原理为基础运作的。
化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。
设计目的通过对铂电阻测温的研究,采用以运算放大器电路为基础的校正补偿方法,结合算法简单校正精度高的线性插值软校正方法,有效地解决铂电阻测温电路的非线性误差问题,提高了测量精度。
完成电阻测温电路的设计到完工的全过程。
通过本次课程设计,提高我们的动手能力,并且让我们深刻了解到个电路板从设计到完工的全部过程。
提高我们的合作能力与团结互助精神。
为我们以后的学习和工作打下坚实的基础。
掌握控制系统的基本概念基本理论,熟悉控制系统的安装,调试与运行的基本知识。
在学习过程中,学会运用观察实验查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较分类归纳概括等方法对信息进行加工。
能对自已的学习过程进行计划反思评价和调控,提高自主学习的能力。
通过理论实践体化的学习过程,深入了解实践与理论之间的相互关系。
通过的阻值取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高通常在数千欧以上,但互换性较差,非线性严重,测温范围只有左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻般适用于范围内的温度测量,其特点是测量准确稳定性好性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。
热电阻的信号连接方式热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它次仪表上。
工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
目前热电阻的引线主要有三种方式二线制在热电阻的两端各连接根导线来引出电阻信号的方式叫二线制这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻,大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合三线制在热电阻的根部的端连接根引线,另端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
四线制在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流,把转换成电压信号,再通过另两根引线把引至二次仪表。
可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
在本次设计中,实验室采用了二线制接法。
热电阻的结构形式和热电偶温度传感器相类似,工业上常用的热电阻主要有普通装配式热电阻和铠装热电阻两种型式。
普通通装配式热电阻是由感温体有锈钢外保护管接线盒以及各种用途的固定装置级成,安装固定装置有固定外螺纹活动法兰盘固定法兰和带固定螺栓锥形保护管等形式。
铠装热电阻外保护套管采用不锈钢,内充高密度氧化物绝缘体,具有很强的抗污染性能和优良的机械强度。
与前者相比,铠装热电阻具有直径小易弯曲抗震性好热响应时间快使用寿命长的优点。
对于些特殊的测温场合,还可以选用些专业型热电阻,如,测量固体表面温度可以选用端面热电阻,在易燃易爆场合可以选用防爆型热电阻,测量震动设备上的温度可以选用带有防震结构的热电阻等。
测温电路的实现同幅度调整和的电阻值可以改变电桥输出的压差大小改变的比值可改变电压信号的放大倍数,以便满足设计者对温度范围的要求放大电路需接成负反馈方式,否则放大电路不能正常工作为滑动变阻器,调节滑动变阻器的阻值大小可以改变温度的零点设定,例如,的零点温度为,即时电阻为,当阻值调节到时,温度的零点就被设在了。
测量滑动变阻器的阻值时须在没有接入电路时调节,这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变理论上,运放输出的电压为输入压差信号放大倍数,但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非由这样的关系,压差信号比理论值小很多,实际输出信号为式中电阻值以电路工作时量取的为准。
电桥的正电源必须接稳定的参考基准,因为如果直接接的话,当电网波动造成发生波动时,运放输出的信号也会发生改变,此时再到未发生波动时建立的温度电阻表中去查表求值时就不正确了,这可以根据上式进行计算得知。
理论分析完后,将电路图刻在板子上,然后经过刷漆,腐蚀,焊板,调试等系列过程后,进行下步测量结果。
测量结果及结果分析检测结果首先,把算出理论的输出电压值为当温度升高时时,算出理论的输出电压值为放大倍数为倍,用万用表测出输出电压为将铂电阻的温度升高些后,再测量出输出电压为。
二结果分析测量出的电压输出值与其理论值有些出入,分析原因可能及改进方法有以下几点在万用表测量其输出电压时,不同的时刻读到的值不同,造成定误差。
可采用更精确的测量装置能减小误差。
引线电阻随着温度变化对实验结果造成影响。
实际应用中常采用三线制或四线制接线方式,但实验室提供的只有两根引线,无法减小引线电阻变化的影响。
测温电路本身的非线性等原因。
此项误差由电路设计保证,非常小,可以忽略不计。
制作过程及注意事项制作过程按照电路图,利用软件画出图,按照尺寸将布线图用复写纸画到覆铜板上用直径为的电钻钻头在板上按位钻孔按照之前的布线轨迹,用细毛笔涂油漆的方法覆盖所有布线轨迹,描好后晾干,为了漂亮,还可以用小刀把线条修整齐把以上步骤做好的板子放入三氯化铁溶液中,因为腐蚀的速度与腐蚀液的浓度,温度及腐蚀过程中采取抖动有关,因此为了保证制板质量及提高腐蚀速度,可以采用抖动和加热的方法用溶液将板子腐蚀完毕后用自来水将板子冲洗干净用洗甲水将板子上残留的油漆洗干净至露出覆铜按照电路图,将相应的元件按照原图焊接到板子的相应位置焊接完毕后,进行调试及测量,并对结果进行分析。
注意事项般来说,造成硬件问题的首要问题就是焊接了,也就是说焊接的好与坏直接响产品的正常运行。
造成焊接质量不高的常见原因是焊锡用量过多,形成焊点的锡堆积焊锡过少,不足以包裹焊点。
冷焊。
焊接时烙铁温度过低或加热时间不足,焊锡未完全熔化浸润焊锡表面不光亮不光滑,有细小裂纹。
夹松香焊接,焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着层松香,造成电连接不良。
若夹杂加热不足的松香,则焊点下有层黄褐色松香膜若加热温度太高,则焊点下有层碳化松香的黑色膜。
对于有加热不足的松香膜的情况,可以用烙铁进行补焊。
对于已形成黑膜的,则要吃净焊锡,清洁被焊元器件或印刷板表面,重新进行焊接才行。
焊锡连桥。
指焊锡量过多,造成元器件的焊点之间短路。
这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。
焊剂过量,焊点明围松香残渣很多。
当少量松香残留时,可以用电烙铁再轻轻加热下,让松香挥发掉,也可以用蘸有无水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊剂。
焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖。
这多是由于加热温度不足或焊剂过少,以及烙铁离开焊点时角度不当浩成的内。
最小系统的电路不工作,首先应该确认电源电压是否正常。
用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间的电压,看是否符合电源电压,常用的是左右。
接下来就是检测复位引脚的电压是否正常,引脚的电压要正常为左右。
还有就是要注意三氯化铁溶液,虽然三氯化铁溶液对人体皮肤不会有不良影响,但是如果三氯化铁溶液滴到衣服或地面上那是难以洗掉的,所使用时应该特别小心。
印刷板制作工艺存在的问题印刷版各线条应根据需要合理的布局,否则上油漆时就容易碰触而造成短路现象,所以在上油漆时应该特别认真,避免两条线接触到。
如果不小心两条线接触在了起,则应该用小刀划开。
总结此次课程设计,是由两个人共同完成的,由于本学期刚刚结束的课程传感器与检测技术的学习,使我们对于热电阻测温度的设计电路更加熟悉,每个步骤都贯穿着刚刚学过的传感器的内容,使我了解到传感器与检测技术这门课程的重要性。
从刚开始的看到设计图,到拿到元件芯片及板子,再到自己亲自动手制作板,最后到焊完板子后的调试及测量,我们经历了大概周的设计制作及焊接,在这个过程中,我们也遇到很多问题,但是并没
