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WZP-24SA隔爆鉑電阻測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-上海自動(dòng)化儀表三廠

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公司名稱上海自動(dòng)化儀表有限公司
品牌
型號(hào)
所在地上海市
廠商性質(zhì)生產(chǎn)廠家
更新時(shí)間2022/8/3 14:06:49
訪問次數(shù)310

產(chǎn)品標(biāo)簽:

WZP-24SA隔爆鉑電阻測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上海自動(dòng)化儀表三廠廠熱電阻

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上海自動(dòng)化儀表有限公司是三十多年歷史的上海市儀器儀表工業(yè)企業(yè)，所屬四十多家企業(yè)組建而成，直屬上海儀電控股(集團(tuán))公司(原上海市儀表電訊局)領(lǐng)導(dǎo)，被國(guó)家列入大型一檔企業(yè)被上海認(rèn)定*企業(yè)是上海市現(xiàn)代企業(yè)試點(diǎn)企業(yè)，并被中國(guó)電力企業(yè)家協(xié)，會(huì)火電分會(huì)成員化工部定點(diǎn)企業(yè)，被話公部、機(jī)電部、冶金工業(yè)部推薦為質(zhì)量信得過產(chǎn)品。

上海自動(dòng)化儀表有限公司產(chǎn)品有工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)裝置、微機(jī)；運(yùn)動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)信中控制裝置、可編程控制裝置，并為電力化工、冶金等行會(huì)提供各類單元組合、溫度儀表、壓力儀表、流量?jī)x表、電測(cè)量?jī)x表、顯示儀表、傳感器、程序空制器、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥以及電工成分分析，光學(xué)天成、環(huán)保等實(shí)驗(yàn)儀器，并可配套設(shè)計(jì)，制造多種擬屏，變送器屏、儀表操作臺(tái)等，其產(chǎn)品二十多個(gè)大類5000多個(gè)系列， 6000多個(gè)品種，近年來先后從國(guó)外引進(jìn)大批先進(jìn)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，并先后與一些國(guó)外著名企業(yè)合資建立二十多家企業(yè)，如美國(guó)LEEDS公司、BFNDICATOR公司、KAYRAY公司、ROCHESTER公司、MACONEILAN公司、英國(guó)ROSEMOUNT公司、ROTORK公司、KRUCK公司、日本山武霍尼威爾公司、日本橫河電機(jī)株式會(huì)社、日本千野制作社、德國(guó)PHILIRS公司、HERION公司、ENDKESS HAUSER公司、ABB公司等等。

本公司具有一支強(qiáng)有力的能全心全意為用戶工程項(xiàng)目服務(wù)的售后服務(wù)隊(duì)伍，能確保服務(wù)人員在24小時(shí)到達(dá)工地現(xiàn)場(chǎng)，并及時(shí)做好備品件應(yīng)急供應(yīng)，開展協(xié)助調(diào)試，本公司擁有一支懂業(yè)務(wù)、懂技術(shù)的工程技術(shù)人員隊(duì)伍，積累了電廠石油化工項(xiàng)目豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目不管大小，還是采用常規(guī)儀表控制儀表，還是采用DCS分散控制方法，都具有一定數(shù)量和單位電廠、石油、化工、冶煉項(xiàng)目業(yè)績(jī)，我公司將矢志不渝地推進(jìn)市場(chǎng)開拓能力的建設(shè)，科技開發(fā)能力的建設(shè)和集團(tuán)化建設(shè)，以更好的技術(shù)、更好的產(chǎn)品、更好服務(wù)搏擊市場(chǎng)，奉獻(xiàn)用戶。

主要產(chǎn)品：數(shù)顯調(diào)節(jié)儀,熱電偶,熱電阻,雙金屬溫度計(jì),溫度變送器,溫度傳感器,壓力表,隔膜壓力表,不銹鋼壓力表,壓力變送器,電磁流量計(jì),渦街流量計(jì),渦輪流量計(jì),電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥門,實(shí)驗(yàn)儀器,分析儀器等等。

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溫度儀表，壓力儀表，流量?jī)x表，物位儀表，分析儀表，轉(zhuǎn)速儀表，船用儀表，執(zhí)行機(jī)構(gòu)

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鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測(cè)量準(zhǔn)確高、測(cè)量范圍大、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好等，被廣泛用于中溫（-200℃～650℃）范圍的溫度測(cè)量中。

WZP-24SA隔爆鉑電阻測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-上海自動(dòng)化儀表三廠產(chǎn)品信息

WZP-24SA隔爆鉑電阻測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測(cè)量準(zhǔn)確高、測(cè)量范圍大、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好等，被廣泛用于中溫（-200℃～650℃）范圍的溫度測(cè)量中。

但在這種檢測(cè)電路中，不平衡電橋中以及鉑電阻的阻值和溫度之間的非線性特性給zui后的溫度測(cè)量帶來了一定的誤差。早期通常采用硬件電路來減小這種誤差。但硬件法不但增加了電路的復(fù)雜性，而且由于包括傳感器在內(nèi)的各種硬件本身的缺陷和弱點(diǎn)，所以往往難以達(dá)到較高的指標(biāo)要求。因此，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上引入與檢測(cè)技術(shù)直接相關(guān)的數(shù)據(jù)處理算法，即軟件算法來實(shí)現(xiàn)線性化處理的要求，可以有效地提高系統(tǒng)的精度，降低成本。

WZP-24SA隔爆鉑電阻測(cè)溫儀通過采用查表線性化得出溫度各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值，并且利用軟件算法實(shí)現(xiàn)了電路中各參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整選取，在盡可能提高分辨率的情況下使設(shè)計(jì)的電路在給定的溫度范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率近似相等，從而方便了硬件電路的設(shè)計(jì)和電阻的選取，也減小了鉑電阻測(cè)溫電路的非線性誤差。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

測(cè)溫儀的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，考慮到功耗及整機(jī)的精度和價(jià)格等問題，鉑電阻測(cè)溫儀的單片機(jī)控制器采用ENC的8位78K0系列單片機(jī)，并啟用了看門狗功能，以提高測(cè)溫義的抗干擾性能。測(cè)溫系統(tǒng)采用不平衡電橋測(cè)量鉑電阻隨溫度變化的電壓信號(hào)，經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送到單片機(jī)中進(jìn)行處理和顯示。采集時(shí)顯示zui值溫度，超過設(shè)定值則報(bào)警。本測(cè)溫儀通過USB接口與PC機(jī)連接，上位機(jī)負(fù)責(zé)設(shè)置采集開始時(shí)間、采集間隔時(shí)間等參數(shù)，并讀取下位機(jī)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

上海自動(dòng)化儀表三廠的鉑電阻的測(cè)溫電路采用典型的鉑電阻電橋電路，該測(cè)溫儀的測(cè)溫電路采用軟件算法中的查表線性化方法，利用軟件算法對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整選取，在保證高分辨率的情況下，使得在給定的溫度范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率近似相等，誤差可達(dá)到0.5級(jí)儀表的要求，提高了測(cè)溫儀的整體性能。

輸出的U5將被送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后由微處理器讀入再進(jìn)行處理。通過對(duì)溫度測(cè)量電路的數(shù)字分析可以得出，U5和Us是*成正比的。因此，在設(shè)計(jì)中將Us設(shè)為A/D轉(zhuǎn)換過程中的參考電壓。這樣，即使Us有所變化，也不會(huì)影響A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果。由于將Us設(shè)為了參考電壓，為了zui大化測(cè)量的分辨率，希望U5的輸出在溫度低*向0V靠攏，而在溫度高*向Us靠攏。這樣，首先存在的一個(gè)問題便是運(yùn)算放大器的輸出問題。通常，運(yùn)算放大器的輸出并不等于電源電壓，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)飽和問題，這樣便降低了整個(gè)電路的測(cè)量分辨率。上海自動(dòng)化儀表有限公司在實(shí)際設(shè)計(jì)中，使用的是Rail-to-Rail的運(yùn)算放大器，即輸出上限可以達(dá)到電源電壓，而下降可以達(dá)到0V。這一點(diǎn)對(duì)于整個(gè)電路來講是非常關(guān)鍵的。

3 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)的軟件分為上位機(jī)即PC端軟件和下位機(jī)即單片機(jī)模塊的軟件兩部分。下位機(jī)由于采用的是NEC的78K0系列單片機(jī)，因此編譯調(diào)試環(huán)境為NEC的Project Manager和ID78K0，程序均用NEC單片機(jī)的C語(yǔ)言編寫；上位機(jī)使用Visual Basic語(yǔ)言編寫。

上位機(jī)主要負(fù)責(zé)初始參數(shù)的設(shè)置以及數(shù)據(jù)采集完以后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及保存。

測(cè)溫儀初始化時(shí)，需要和上位機(jī)連接，然后通過上位機(jī)軟件來確定測(cè)溫開始時(shí)間、測(cè)溫總時(shí)間、溫度報(bào)警zui大值和zui小值以及采樣間隔時(shí)間等參數(shù)；測(cè)溫儀完成一次參數(shù)采集后，可以將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，通過上位機(jī)軟件來畫出溫度數(shù)據(jù)的波形，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC機(jī)中。由于測(cè)溫儀外擴(kuò)了256K的EEPROM24C256，基本上可以滿足多次測(cè)溫的要求。

下位機(jī)主要負(fù)責(zé)溫度采集。首先用戶通過上位機(jī)軟件來設(shè)定溫度采集的開始時(shí)間、采集時(shí)間間隔以及報(bào)警溫度等各個(gè)參數(shù)，然后開始采集溫度數(shù)據(jù)。采集時(shí)顯示zui值溫度，當(dāng)溫度超出報(bào)警溫度值時(shí)，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

該測(cè)溫儀已經(jīng)投入生產(chǎn)，應(yīng)用在食品等生產(chǎn)運(yùn)輸過程的溫度監(jiān)控中。鉑電阻測(cè)溫電路的查表線性化的方法，自適應(yīng)調(diào)整選取了電路參數(shù)，減少了鉑電阻的阻值和溫度之間的非線性特性以及不平衡電橋中非線性特性所引起的系統(tǒng)訪問，使得系統(tǒng)誤差達(dá)到0.5級(jí)儀表的要求，提高了測(cè)溫儀的整體性能，可以滿足一些對(duì)溫度變化比較敏感的食品加工等場(chǎng)合的溫度監(jiān)控的需求。

關(guān)鍵詞：測(cè)溫儀鉑電阻溫度傳感器溫度傳感器傳感器