热电阻二线制温度变送器的设计思路光纤放大器
时间：2022/08/16 22:57:19 编辑：
热电阻二线制温度变送器的设计思路
热电阻二线制变送器详细电路图如图所示, 下面根据各部分原理进行介绍。 热电阻二线制变送器详细电路图如图所示, 下面根据各部分原理进行介绍。 1、信号采集电路 热电阻是利用导体的电阻随温度变化而变化的特性测量温度,常用的有铂电阻Pt100、Pt10铜电阻Cu50、Cu100等。其阻值与温度关系可通过分度号表查询。 图中是以Pt100热电阻为例， TL431是2.5V稳压二极管， D2是一个保护二极管，防止输入电压反接可能带来的对电路的影响或者破坏。 R1是限流电阻，R2、R3、R4与R5配合使用，组成一个电阻测量电桥。由于一体化二线制热电阻变送器安装在接线盒内，引线电阻忽略不计。R1、R2、R3、R4?可以确定下来，其中热电阻R5随着温度变化而变化。 R4根据采用的热电阻分度号不同而取不同的值。 如Pt100测量时R4取100Ω，Cu50测量时R4?取50Ω。电桥中间两点电压作为后续差动放大器的输入信号。分别为： 2、一级放大电路和线性化调整电路 该电路功能之一是把采集到的微弱信号放大,在本级电路中采取了差动放大。同时，与该放大电路连接在一起的还有一个正反馈非线性调整电路，它的主要功能是对热电阻与温度电阻间的非线性进行修正，保证放大器的输出电压被测温度成线性关系。 R7、R8、R9以及LM124构成了放大电路。对于该局部电路，输入信号来自采集到的信号V和V￠，输入信号分别各自经过R7、R8 进入LM124的第一组运算放大器，得到输出电压V1。 V1=V￠+ R9 /R8 此外，在该电路中还有一个非常重要的部分，那就是线性化调节电路，即本电路中的R6。对于线性化调节的过程以及原理，可以用下图解释。 图中虚线表示没有进行线性化调节时输出电压随源温度变化时的曲线，图中实曲线则表示进行R6非线性化调节的具体过程，随着温度升高，输出电压随之提高，正反馈影响增强，只要R6阻值合适可刚好抵消热电阻本身非线性的影响，使得输出电压和温度为线性关系，即图中直线所示。根据线性化调整原理，线性调整电阻R6的反馈电压V反为： 由于热电阻线性较好, 经计算调校本电路中R6=8.2kΩ，热电阻非线性修正可以达到千分之二的精度。 3、调零、电源平衡及二级放大电路 对零点进行调节的电路，实质上就是调节本级放大电压输出的大小,保证在信号源零度时整个回路电流I1=4mA。它由R10、R16、R13、W1组成，实质上就是在本级电压输入正端叠加一个调零电压，使不足4mA的静态工作电流达到4mA。 此外，在该电路中，还有一个部分，那就是减小电源波动对电路输出的影响，即电路中的R15,它可以抑制电源波动带来的影响。当外界电压源发生较大的波动时，电路静态工作电流会发生微小变化,我们可以利用R15来稳定输出电流。其工作原理一方面是电源增大带来静态电流增加，另一方面电源的增大通过R15加到本级放大器的负端起到减法作用,使本级输出电压下降，选择合适的R15 阻值, 可以保证电源在允许范围内波动时输出电流的稳定。R17决定二级放大倍数。 4、调满电路和V/I转换电路 调满电路是由R18、R20、W2组成的对上一级电压输出V2分压构成。通过对W2的调节，使得最后输出达到要求的输出结果V。 R21、R22、R23、R24、R25及运放组成一个V/I转换电路, 由于R22、R23、R24均为200kΩ的大电阻，R25为100Ω 的小电阻，整个电路电流输出I2≈V/R25。R26是一个负载电阻。 原文：http://>