畢業(yè)設(shè)計(jì)論文熱電阻Pt100測(cè)溫電路設(shè)計(jì)

1、目 錄第一章 前言 .1 1.1 溫度傳感器的定義.1 1.2 溫度傳感器的組成 .1 1.3 溫度傳感器的原理.2 1.4 溫度傳感器的作用.2 1.5 溫度傳感器的分類(lèi).3第二章 部分原件及電路介紹 .5 2.1 熱電阻 .5 2.1.1 熱電阻的組成結(jié)構(gòu).5 2.1.2 工作原理.5 2.1.3 信號(hào)接線(xiàn).5 2.2 熱電阻 pt100 介紹 .6第三章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及參數(shù) .10 3.1 溫度測(cè)量.10 3.1.1 溫度與溫標(biāo).10 3.1.2 溫度測(cè)量的主要方法.10 3.2 熱電阻 pt100 測(cè)溫電路調(diào)試體會(huì) .11致謝 .14參考文獻(xiàn) .15 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)

2、化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 第一章 前言1.1 溫度傳感器的定義 溫度傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量溫度并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。 溫度傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。溫度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過(guò)程無(wú)不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是最早開(kāi)發(fā)，應(yīng)用最廣的一類(lèi)傳感器。溫度傳感器的市場(chǎng)份額大大超過(guò)了其他的傳感器。從 17 世紀(jì)初人們開(kāi)始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支

3、持下，本世紀(jì)相繼開(kāi)發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、pn 結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開(kāi)發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。1.2 溫度傳感器的組成 溫度傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。但是由于溫度傳感器輸出信號(hào)一般都很微弱，需要有信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路將其放大或變換為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。 其中，敏感元件是指能夠靈敏地感受被測(cè)變量并做出響應(yīng)的元件，是傳感器中能直接感受被測(cè)量的部分。轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性敵鲛D(zhuǎn)換為適于傳輸和測(cè)量的電信號(hào)部分。 隨著半導(dǎo)體器件與集成技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用，傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換可以安裝在傳感器的殼體里或與

4、敏感元件一起集成在同一芯片上。因此，信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路以及所需電源都應(yīng)作為傳感器的組成部分。 常見(jiàn)的信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路有放大器、電橋、振蕩器、電荷放大器等，它們分別與相應(yīng)的傳感器相配合。 第 1 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)1.3 溫度傳感器的原理 溫度傳感器工作原理的分類(lèi)物理傳感器應(yīng)用的是溫度效應(yīng)，。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。溫度化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。有些傳感器既不能劃分到物理類(lèi)，也不能劃分為化學(xué)類(lèi)。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的。化學(xué)傳感器技術(shù)問(wèn)題較

5、多，例如可靠性問(wèn)題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問(wèn)題等，解決了這類(lèi)難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，如在某點(diǎn)互相連接在一起，對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān)，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測(cè)量這個(gè)電位差，再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱(chēng)之為“熱電偶”。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化 1時(shí)，輸出電位差的變化量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)

6、數(shù)值大約在 540 微伏之間。 熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測(cè)量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無(wú)關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測(cè)溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測(cè)量快速變化的過(guò)程。1.4 溫度傳感器的作用 人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺(jué)器官。而單靠人們自身的感覺(jué)器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說(shuō)，傳感器是人類(lèi)五官的延長(zhǎng)，又稱(chēng)之為電五官。 在

7、基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到納米的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的天體演化，短到毫秒的瞬間反應(yīng)。 第 2 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)此外，還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開(kāi)拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁碭等等。顯然，要獲取大量人類(lèi)感官無(wú)法直接獲取的信息，沒(méi)有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，

8、往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開(kāi)發(fā)的先驅(qū)。 傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來(lái)，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱(chēng)的新水平。1.5 溫度傳感器的分類(lèi) 溫度傳感器是各種傳感器中最為常用的一種，現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了無(wú)數(shù)的便利和功能。 溫度傳感器有四種主要類(lèi)型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器rtd和ic 溫度傳感器。ic 溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類(lèi)型。 接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象

9、有良好的接觸，又稱(chēng)溫度計(jì)。 溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)，溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門(mén)。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國(guó)防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門(mén)的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測(cè)量 120k以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁

10、鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。低溫溫度?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測(cè)量 1.6300k 范圍內(nèi)的溫度。 第 3 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸，又稱(chēng)非接觸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。最常用的非接觸式測(cè)溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱(chēng)為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包括亮度法（見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì)）、輻射法

11、（見(jiàn)輻射高溫計(jì)）和比色法（見(jiàn)比色溫度計(jì)）。各類(lèi)輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)溫度，則必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量。在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測(cè)溫法來(lái)測(cè)量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測(cè)量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。

12、附加輻射的影響能提高被測(cè)表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過(guò)儀表對(duì)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測(cè)表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發(fā)射系數(shù)：式中 為材料表面發(fā)射率， 為反射鏡的反射率。至于氣體和液體介質(zhì)真實(shí)溫度的輻射測(cè)量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過(guò)計(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。在自動(dòng)測(cè)量和控制中就可以用此值對(duì)所測(cè)腔底溫度（即介質(zhì)溫度）進(jìn)行修正而得到介質(zhì)的真實(shí)溫度。 非接觸測(cè)溫優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對(duì)最高

13、可測(cè)溫度原則上沒(méi)有限制。對(duì)于 1800以上的高溫，主要采用非接觸測(cè)溫方法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，輻射測(cè)溫逐漸由可見(jiàn)光向紅外線(xiàn)擴(kuò)展，700以下直至常溫都已采用，且分辨率很高。 第 4 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 第二章 部分原件及電路介紹2.1 熱電阻 熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。2.1.1 熱電阻的組成結(jié)構(gòu) 金屬熱電阻的感溫元件有石英套管十字骨架結(jié)構(gòu)，麻花骨架結(jié)構(gòu)得桿式結(jié)構(gòu)等。金屬熱電阻常用的感溫材料種類(lèi)較多，最常用的是鉑

14、絲。工業(yè)測(cè)量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵鎳、鎢、銀等。薄膜熱電阻是利用電子陰極濺射的方法制造，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)。其中骨架用陶瓷，引線(xiàn)采用鉑鈀合金。2.1.2 工作原理 熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號(hào)通過(guò)引線(xiàn)傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。2.1.3 信號(hào)接線(xiàn) 熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號(hào)通過(guò)引線(xiàn)傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，與控制室之間

15、存在一定的距離，因此熱電阻的引線(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大的影響。目前熱電阻的引線(xiàn)主要有三種方式：二線(xiàn)制，三線(xiàn)制，四線(xiàn)制 三線(xiàn)制要求引出的三根導(dǎo)線(xiàn)截面積和長(zhǎng)度均相同，測(cè)量鉑電阻的電路一般是 第 5 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)不平衡電橋，鉑電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻，將導(dǎo)線(xiàn)一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，當(dāng)橋路平衡時(shí)，通過(guò)計(jì)算可知，rtr1r3/r2r1r/r2-r當(dāng)r1r2時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)電阻的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有任何影響，這樣就消除了導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差，但是必須為全等臂電橋，否則不可能完全消除導(dǎo)線(xiàn)電阻的影響，但分析可

16、見(jiàn)，采用三線(xiàn)制會(huì)大大減小導(dǎo)線(xiàn)電阻帶來(lái)的附加誤差，工業(yè)上一般都采用三線(xiàn)制接法。 四線(xiàn)制是當(dāng)測(cè)量電阻數(shù)值很小時(shí)，測(cè)試線(xiàn)的電阻可能引入明顯誤差，四線(xiàn)測(cè)量用兩條附加測(cè)試線(xiàn)提供恒定電流，另兩條測(cè)試線(xiàn)測(cè)量未知電阻的電壓降，在電壓表輸入阻抗足夠高的條件下，電流幾乎不流過(guò)電壓表，這樣就可以精確測(cè)量未知電阻上的壓降，通過(guò)計(jì)算得出電阻值。由于本實(shí)驗(yàn)用到的是二線(xiàn)制的接法： 二線(xiàn)制是在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線(xiàn)來(lái)引出電阻信號(hào)的方式叫二線(xiàn)制：這種引線(xiàn)方法很簡(jiǎn)單，但由于連接導(dǎo)線(xiàn)必然存在引線(xiàn)電阻 r，r 大小與導(dǎo)線(xiàn)的材質(zhì)和長(zhǎng)度的因素有關(guān)，因此這種引線(xiàn)方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)合2.2 熱電阻 pt100 介紹 pt100

17、 是鉑熱電阻，正溫度系數(shù)它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變。pt 后 在的 100 即表示它在 0時(shí)阻值為 100 歐姆， 100時(shí)它的阻值約為 138.5 歐姆。 當(dāng)它的工業(yè)原理： pt100 在 0 攝氏度的時(shí)候他的阻值為 100 歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)的。都是用高純度鉑做電阻導(dǎo)體，具有非常好的線(xiàn)性、高溫穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性。在-200-650 度高精度測(cè)溫范圍應(yīng)用廣泛。 金屬鉑具有電阻溫度系數(shù)大，感應(yīng)靈敏；電阻率高，元件尺寸??；電阻值隨溫度變化而變化基本呈線(xiàn)性關(guān)系；在測(cè)溫范圍內(nèi)，物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，長(zhǎng)期復(fù)現(xiàn)性好，測(cè)量精度高，是目前公認(rèn)制造熱電阻的最好材料。但鉑在高溫下，易受還原性

18、介質(zhì)的污染，使鉑絲變脆并改變電阻與溫度之間的線(xiàn)性關(guān)系，因此使用時(shí)應(yīng)裝在保護(hù)套管中。 利用鉑的此種物理特性制成的傳感器稱(chēng)為鉑電阻溫度傳感器，通常使用的鉑 3電阻溫度傳感器有pt100，電阻溫度系數(shù)為3.9×10 ，0時(shí)電阻值為100，電阻變化率為0.3851/。鉑電阻溫度傳感器精度高，穩(wěn)定性好，應(yīng)用溫度范 第 6 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)圍廣，是中低溫區(qū)（-200650）最常用的一種溫度檢測(cè)器，不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成各種標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。 按 iec751 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)， 溫度系數(shù) tcr0.003851，pt100 、 （r0100）

19、pt1000（r01000）為統(tǒng)一設(shè)計(jì)型鉑電阻。下圖為其曲線(xiàn)圖表和分度表。 鉑電阻傳感器有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：在400時(shí)持續(xù)30時(shí)0時(shí)的最大溫度漂移為0.02。 圖 1 pt 100 電阻的 rt 曲線(xiàn)圖表 表 1 pt100 分度表 第 7 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)2.3 放大電路和穩(wěn)壓電路 圖 2 放大電路 圖 3 穩(wěn)壓電路 lm324 系列器件為帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的電源下，靜態(tài)電流為 mc1741 的靜態(tài)電流

20、的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用圖 1 所示的符號(hào)來(lái)表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中“”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“v”、“v-”為正、負(fù)電源端，“vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 vo 的信號(hào)與該輸入端的位相反；vi（）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 當(dāng)去掉運(yùn)放的反饋電阻時(shí)或者說(shuō)反饋電阻趨于無(wú)窮大時(shí)即開(kāi)環(huán)狀態(tài)理論上認(rèn)為運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)也為無(wú)窮大實(shí)際上是很大如 lm324 運(yùn)放開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)為 100db，既 10 萬(wàn)倍。此時(shí)運(yùn)放便形成一個(gè)電壓比

21、較器，其輸出如不是高電平（v），就是低電平（v-或接地）。當(dāng)正輸入端電壓高于負(fù)輸入端電壓時(shí)，運(yùn)放輸出低電平。 tl431 是一種并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路。因其性能好、價(jià)格低，因此廣泛應(yīng)用在各種電源電路中。其封裝形式與塑封三極管 9013 等相同。 第 8 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 圖 4 內(nèi)部結(jié)構(gòu)tl431 的具體功能可以用圖 4 的功能模塊示意。由圖可以看到，vi 是一個(gè)內(nèi)部的2.5v 的基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反向輸入端。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng) ref 端（同向端）的電壓非常接近 vi（2.5v）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過(guò)，而且隨著 ref

22、 端電壓的微小變化，通過(guò)三極管的電流將從 1 到 100ma 變化。當(dāng)然，該圖絕不是 tl431 的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但可用于分析理解電路。 第 9 頁(yè) 共 16 頁(yè) 吉林建工學(xué)院城建學(xué)院電氣信息工程系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 第三章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及參數(shù)3.1 溫度測(cè)量3.1.1 溫度與溫標(biāo) 溫度是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中一個(gè)非常重要的參數(shù)。 物體的許多物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)都與溫度有關(guān)。許多生產(chǎn)過(guò)程都是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的 需要測(cè)量溫度和控制溫度。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 對(duì)溫度的測(cè)量越來(lái)越普遍 而且對(duì)溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度也有更高的要求。 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度不能直接加以測(cè)量 只能借助于冷熱不同的物體之間的熱交換 以及物體的某些物理性質(zhì)隨著冷熱程度不同而變化的特性間接測(cè)量。 為了定量地描述溫度的高低 必須建立溫度標(biāo)尺 即溫標(biāo)。 溫標(biāo)就是溫度的數(shù)值表示。各種溫度計(jì)和溫度傳感器的溫度數(shù)值均由溫標(biāo)確定。歷史上提出過(guò)多種溫標(biāo) 如早期的經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)（攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)） 理論上的熱力學(xué)溫標(biāo)當(dāng)前世界通用的國(guó)際溫標(biāo)。熱力學(xué)溫標(biāo)確定的溫度數(shù)值為熱力學(xué)溫度（符號(hào)為 t）單位為開(kāi)爾文（符號(hào)為 k） 1 k 等于水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的。 熱力學(xué)溫度是國(guó)際上公認(rèn)的最基本溫度 國(guó)際溫標(biāo)最終以它為準(zhǔn)而不斷完善。我國(guó)目前實(shí)行的是 1990 年國(guó)際溫標(biāo)（its-