文档介绍：热电阻温度检测装置的设计
引言
21世纪已经到来,人们将进入以知识经济为特征的信息时代。微电子技术、计算机技术、通信网络技术和自动化技术将继续高速发展,作为工业自动化技术工具的自动化仪表与装置也将跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。
有的专家认为:在计算机与自动化领域内,80年代的热点是个人计算机,90年代是计算机网络,而21世纪第一个10年的热点很可能是传感、执行与检测。这种预测是有一定根据的。近几年,微电子、微机械、新材料和新工艺的发展与计算机、通信技术的广泛应用,将可能创造出新一代的检测系统。
检测装置是生产过程自动化和经营管理现代化的基础,特别受到人们的重视。随着工业自动化技术进展,它们起着越来越为重要的作用,因为只有性能好、精度高、质量可靠的仪表检测到各种有关的信息,才能实现高水平的自动化。
在工业过程检测方面,常规的温度、压力、流量与物位4大热工变量的检测已经有较成熟的技术基础和产品。新一代的检测装置主要特点是数字化和智能化,它们是以微计算机为核心,可以自动调零、线性化、补偿环境因素变化,并配置图形显示仪表,直观地表达测量结果。在检测技术方面,超声、微波、激光等新技术正被大量采用,用以解决不同工业领域遇到的特殊测量问题和提高性能的要求。因此,检测装置的当务之急,一方面要积极改进既有的测量方法,进一步完善创新和实现微机化与智能化;另一方面是采用新的测量原理,开发新的检测装置,扩大自动检测的新领域。
本设计就是一个温度检测及装置。第一章总体介绍了温度检测及其报警装置,包括其设计的方案和意义;第二章介绍了热电阻的测温原理;第三章详细分析了温度检测装置;由于本设计的温度检测装置采用热电阻式,对热电阻的相关部分作了详细介绍。
关键词:温度检测、热电阻、自动化、高精度、数字化、智能化。
热电阻温度检测装置的设计要案
课题的来源和意义
在现代工业生产过程和科学技术领域中,检测装置广泛的应用于石油、化工、冶金和电站等国民经济各个重要部门和领域。
一般的说,自动控制系统都毫无例外地是负反馈控制系统。在这一系统中,至少包括四个基本组成部分,即被控制对象,检测装置(主要指变送器)和调节器以及执行机构。其检测装置是自动控制系统的重要组成部分,任何一个针对物理过程的负反馈控制系统,检测装置都是不可或缺的。而且,不管控制器采取何种形态(模拟的,抑或是数字的,常规和简单的,还是各种发展型和先进算法的),都不意味着对检测装置功能的任何取代。一个简单的事实是,如果系统中的控制器是理想的和无静差的,则系统的静态误差仍是唯一地取决于检测装置的精度等级。实际上,检测装置的性能指标是构成负反馈控制系统品质的基本要素。因此,了解自动控制系统中的各种检测装置的基本原理和掌握检测装置的工作特性是非常重要的任务。
为保证自动化系统的正常运行,必须有一些检测装置来协助运行人员将各种工艺变量转换成相应的统一标准信号来检测系统运行情况。温度是工业生产中最常见和最基本的工艺参数之一,因此温度的测量与控制便成为生产过程自动化的重要任务,同时装有报警灯或报警电铃等报警装置来保障自动化系统的安全运行。
设计的任务和要求
本设计是将现场检测到的温度变化以电信号形式表现出来,若信号越限,则发出报警,从而实现对现场温度的检测和控制。
由于本设计要求信号制是4~20mA直流电流或1~5V直流电压的统一标准信号,因此不能仅靠温度传感器来检测现场的温度,而应选用温度变送器来达到设计的要求。
本设计就是由温度变送器为核心,与集成运放及电源电路组成的测量系统及其报警系统。
温度变送器是自动化仪表中的重要单元设备,在工业领域中有广泛的应用。这一单元可以与热电阻或热电偶相配接,而输出信号则是标准化的信号。
标准信号是物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。例如直流电流4~20mA,空气压力20~100Pa都是当前通用的标准信号。我国还有不少变送器以直流电流0~10mA为输出信号的。无论被测量是哪一种物理或化学参数,也不论测量范围如何,经过变送器之后的信息都必须包含在标准信号之中。
有了统一的信号形式和数值范围,就便于把各种变送器和其他仪表组成检测系统。无论什么仪表或装置,只要有同样标准的输入电路或接口,就可以从各种变送器获得被测变量的信息。这样,兼容性和互换性大为提高,仪表的配套也极为方便。
设计思路及总体方案
本设计主要完成一个温度检测及其报警装置的设计,应将该设计总体上按照先检测后报警的思路分成两部分完成。
第一部分是温度检测装置的设计,与各种热电阻或热电偶配合使用,将温度信号转换成统一标准信号,作为报警装置的输入信号,以实现对温度变量的检测;第二部分是报警装置的设计,当检测到的温度信号超出给定范围时,报警装置发出报