摘要HAKK-WB系列温度变送器为24伏供电，二线制的一体化变送器，产品采用进口集成电路，将热电偶或热电阻的信号放大，并转换成4-20mA或0-10mA的输出电流，或0-5伏的输出电压，其中铠装变送器可以直接测量气体或液体的温度，特别适用于低温范围测量，克服了冷凝水对测温所带来的影响特点。
温度变送器的作用是将物理测量信号或普通电信号转换成标准电信号输出，或能够以通讯协议方式输出的设备，温度变送器是将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制。
电流变送器是将被测主回路交流电流转换成恒流环标准信号，连续输送到接收装置。
温度变送器的工作原理：本实验所采用的温度变送器为两线制，即将敏感元件的微弱电压信号变换成变送器的直流馈电电源中的电流变化；在工业控制系统中，该电流的变化规定为4~20mA。
两线制温度变送器具有以下优点：（1）温度变送器体积小，可以和温度敏感元件做成一体安装在现场，且为电流输出，故抗干扰能力强，可远距离传输。
（2）对馈电电源的稳压精度要求低。
一般来说，电源电压在-30﹪~+15﹪之间波动不影响输出电流的精度。
（3）两线制温度变送器将电源线与信号线合二为一，从而节省了设备资源，降低了资本。
（4）调整方法简单，速度快；且调整量程时错误率极低。
（5）温漂控制方面有了提升，缓解了现场使用时温度漂移大的问题。
目录摘要 (I)第1 章绪论 (1)1.1 背景...........................................................................错误！未定义书签。
1.2 应用实例...................................................................错误！未定义书签。
第2章原理分析 . (3)2.1 工作原理 (3)第3章实现过程 (5)3.1 电路图设计 (5)3.2 电路仿真 (6)心得体会 (8)第1 章绪论大多数金属导体的电阻率随温度升高而增大，具有正的温度系数，这就是热电阻测温的基础。
电阻值随温度的变化程度称为温漂系数，大部分金属材料的温漂系数是正数，而且许多纯金属材料的温漂系数在一定温度范围内保持恒定，具体应用中选用哪一种金属材料(铂、铜、镍等)取决于被测温度的范围。
金属铂(Pt)电阻的温度响应特性较好，成本较低，可测量温度较高；它在0 ℃的额定电阻值是100 Ω，是一种标准化器件。
工作温度范围：-200～+850℃，考虑到工业的实际应用，本系统设计的测量范围为0～120℃。
因为热敏电阻的阻值和温度呈正比关系，只需知道流过该电阻的电流就可以得到与温度成正比的输出电压。
根据已知的电阻-温度关系，可以计算出被测量的温度值。
Ptl00温度感测器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度检测器，其电阻和温度变化的关系式为：Rt = Ro [ 1 + At + B t^2 + C ( t – 100 )^3 ]式中：Rt为t℃时的铂电阻的阻值；Ro为0 ℃时的铂电阻阻值，Ro =100Ω；A,B,C为常数。
对满足上述关系的热电阻，其温度系数约为3.9*10^-3/℃。
因此，用铂做成的电阻式温度检测器，又称为Ptl00温度传感器，即：A=3.940*10^-3/℃, B=-5.802*10^-7/℃, C=-4.274*10^-12/℃。
显然，电阻与温度呈非线性关系，但当测量精度要求较低时，电阻值与温度的函数关系可以简化为：Rt=Ro(1+AT)电阻与温度的变化关系最好近似于线性，或为平滑的曲线，而铂的线性度最好，但仍为非线性。
第2章设计内容与要求2.1设计内容：1)信号采集电路；2)一级放大电路和线性化调整电路；3)调零、电源平衡及二级放大电路；4）调满电路和V/I转换电路。
2.2设计要求：1）测温传感器用Ptl00，供电电源电压+24V；2）输出信号为4～20mA电流；3）采用二线制；4）装置的结构和电路原理图；5）分析发现的问题及处理过程；6）总结与心得体会；2.3设计框图下图为二线制温度变送器的原理方框图。
由方框图可知，温度变送器由热敏元件，稳压源，测量电桥及U\I变换电路组成。
图1为温度变送器的电路原理图。
稳压源由恒流管2DH10-D，稳压二极管2CW72及运算放大器IC1组成。
稳压二极管2CW72输出电压为7V。
运算放大器接成电压跟随器的形式，以提高稳压源的带负载能力，其输出电压作为测量电桥的电源。
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（R5=100Ω, 第一级放大器输出为零）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(或负载电阻RL变化)，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。
第3章实现过程3.1 电路图设计如下图是温度变送器的电路原理图。
稳压源由恒流管2DH10-D,稳压二极管2CW72及运算放大器IC1组成。
图3.1温度变送器电路原理图稳压二极管2CW72输出电压为7伏，运算放大器接成电压跟随器的形式，以提高稳压源的带负载能力，其输出电压作为测量电桥的电源。
测量电桥：由R3，R4，R5，RP1及Rt组成，其等效电路可简化为如下图3.2所示。
图3.2在图3.1中R3=R4，R3>>R5，Rt，Rp1E1≈Rt*E／(R4+Rt)≈Rt*E／R4E2≈R5*E／(R3+R5)≈R5*E／R3r1≈Rtr2≈R5E为电压跟随器输出电压，约为7伏。
当温度发生变化时，Rt的阻值产生相应变化，电桥产生不平衡电压，输出给U ／I变换器，进行电压放大及电压—电流变化。
U／I变换器：由运算放大器IC2，R6，R7，R8, R9及三极管3DK4B组成。
其简化电路如图3.3所示。
图3.3 简化电路U／I变换器的输入输出关系推导如下Uo=（1+R6／r2）E1-R6*E2／r2=（1+R6／R5）Rt*E／R4-(R6／R5)*(R5*E／R3)代入热电阻和温度的关系公式Rt=Ro（1+Kt）则Uo=(1+R6/R5)*Ro(1+Kt)*E/R4-R6*/R3式中：Ro为零温度电阻；K为热电阻的电阻温度系数。
由上式可知，运算放大器的输出电压Uo包括两项，第一项为与温度无关的常量；第二项为温度的线性函数。
改变R6可以调节放大倍数。
通过三极管3DK4B将Uo变换成电流Io′。
Io”=Uo/R9=[(1+R6/R5)*Ro/R4-R6/R3]*E/R9+(1+R6/R5)*Ro/R4*E/R9*Kt =(1+R6/R5)*Ro/R4*E- R6/R3*E+(1+R6/R5)*Ro/R4*E*Kt=[(1+R6/R5)*Ro/R4- R6/R3]*E+(1+R6/R5)*Ro/R4*E*Kt同理，Io′也包含两项，第一项为常量，称为输出零点电流，通过调节R5(Rp1)可调节零点电流大小；第二项是温度t的函数，通过调节R6(Rp2)可以调节温度-电流变换系数。
通过供电电源的总电流IoIo = Io′+ Iz + Ic + Iq式中：Iz为流过稳压二极管2CW72的电流；Ic为流过运算放大器IC电源的电流；Iq为流过测量电桥的电流。
这几项电流均为常量。
3.2电路仿真第四章心得体会传感器技术是一门理论性和实践性都很强的专业基础课，也是一门综合性的技术基础学科，它需要数学、物理学、电子学、力学、机械等知识，同时还要掌握各种物理量的变换原理、各种静态和动态物理量（如力、振动、噪声、压力和温度等）的测定，以及实验装置的设计和数据分析等方面所涉及的基础理论。
在做此次实验前，我把老师所讲的传感器教材通读了一遍，对传感技术有了一定得了解。
因为在这之前，没有接触过类似的课程设计，所以这次实验，我感觉有些困难。
传感技术是一门综合性的课程知识，想做好这次实验，必须要有较好的理论知识，例如：电路，模电，还有画图时，也要用软件画图multisim仿真软件的使用。
只有熟悉了这些们课程才能真正的完成这次实验。
首先，是电路图的设计，要明白传感器的原理及在电路中的作用是什么。
虽然最终设计出的电路图不是很复杂，但是也是几经周折。
其次，是在multisim中连接电路元件，让我进一步得熟悉了这个软件的功能，并能运用自如。
虽然画图时比较麻烦，经过大概一个小时的时间才画完，但看着自己画的图，觉得很有成就感。
最后，是电路的仿真，者可以说是最关键的一部了，前面所有的工作都是在为它打基础，一旦仿真失败就意味着所有得努力可能全部白费。
仿真的结果虽然显示出数字来了，但是和是要得要求相差很远。
因此，就一次一次的调试，改变电阻的阻值，以及滑动变阻器的阻值，最终把结果调试出来了。
首先感谢指导老师的辛劳指导与帮助，我才能顺利的完成本次课程设计，通过这次课程设计，让我更加熟练的掌握了二线制温度变送器的工作原理，实践出真知，使我掌握了理论之外的更多知识，身为本次课设小组的组长，我更加懂得了以身作则，在查找资料的过程中，学到了很多东西，也增强了耐心与认真严谨的态度，这对我以后的学习和工作是非常大的帮助，虽然本次课程设计仍有不足，但我会更加努力，争取进步。
通过这次传感器技术的实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我们受益匪浅.在这次实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。
在调试电路图的过程中，要自己学会思考。
最后，通过这次实验我不但对理论知识有了更加深刻的理解，更加增强了我的综合能力，希望以后能多有这样的作业，使我们能把所学的专业知识实践运用。
使我们整体对各个方面都得到了不少的提高让我们得到更好的锻炼。
第六章参考文献[1]何希才,任力颖,杨静.实用传感器接口电路实例[M].北京:中国电力出版社, 2007.[2]陈德龙,秦会斌.基于Pt100的电子温度表设计[J].杭州电子科技大学学报, 2005, 25(4): 42-45.[3]庞振泰、王采斐、屈宗明（译）.光电接口器件手册 .清华大学出版社，1998[4]才智,范长胜,杨冬霞. Pt100铂热电阻温度测量系统的设计[J].现代电子技术, 2008, 31(20): 172-174.9。