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1、基于传感器的测控电路课程设计扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告题 目： 基于测温二极管传感器的温度测控电路设计 课 程： 传感器与测控电路课程实习 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 测控 0802 姓 名： 学 号： 基于传感器的测控电路课程设计总 目 录第一部分：任务书 第二部分：课程设计报告第三部分：设计电路图基于传感器的测控电路课程设计第 一 部 分任务书基于传感器的测控电路课程设计传感器与测控电路课程实习课程设计任务书课题：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关，也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。随着科学技术的发展，
2、使得测温技术迅速发展，测温范围不断拓宽，测温精度不断提高，新的温度传感器不断出现，如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。由于检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式不同，所以相应的硬件和软件也就不同。但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的传感器原理及应用 ， 测控电路 ， 模拟电子技术基础实验与课程设计 ， 电子技术实验等书的有关章节。一、基于测温二极管传感器的温度测量控制电路设计简介应用 1N4148 二极管的温度
3、传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-65 200，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在要求的范围之内（40 60） 。要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。二、基于测温二极管传感器的温度测控电路设计的工作原理本课题中测量控制电路组成框图如下所示：二极管温度传感器反 向 比 较 器制 热继 电 器 2驱 动 电 路 1驱 动 电 路 2制 冷继 电 器 1同 相 比 较 器差 动 放 大 器转 换 电 路指 示 电 路 2指 示 电 路 1电路工作过程为：由二极管 IN4148 作为温度传感器采集温度信号，经差动基于
4、传感器的测控电路课程设计放大后，送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较，当温度低于控制温度下限值时，红色发光二极管亮，继电器 1 动作，控制加热器开始加热。当温度高于控制温度上限值时，绿色发光二极管亮，继电器 2 动作，控制制冷器开始制冷。当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，继电器全断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。注意事项为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响，电路设计时注意不要使通过测温元件的电流超过 1mA。三、设计目的通过设计了解如何运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的连接和
5、调试，学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。1、掌握传感器选择的一般设计方法；2、掌握模拟 IC 器件的应用；3、掌握测量电路的设计方法；4、培养综合应用所学知识来指导实践的能力。四、设计要求及技术指标1、设计、组装、调试测控电路；2、温度控制范围：4060；3、使用环境温度：常温 4、输出信号：二值输出控制继电器工作；5、温度范围控制，制热和制冷指示功能；6、非线性误差：1。五、设计所用仪器及器件1直流稳压电源2万用表基于传感器的测控电路课程设计3运放 LM3244电阻、电容若干、红、绿发光二极管5温度传感器 1N4
6、1486万能电路板7电烙铁等六、日程安排1布置任务、查阅资料，方案设计；（2 天）根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出电路图。2上机用 EDA 软件对设计电路进行模拟仿真调试； （2 天）要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。3电路的装配及调试；（3 天）在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。4总结撰写课程设计报告。 （1 天）七、课程设计报告内容：总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1课程设计的目和设计的任务2课程设计的要求及技术指标3总方案的确定并画出原理框图。4各组成单元电路设计，及电
7、路的原理、工作特性(结合设计图写) 5总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解） 。6电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。7实验结果分析，改进意见及收获。8体会。八、电子电路设计的一般方法：1仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。（1）设计总体方案。基于传感器的测控电路课程设计（2）设计单元电路、选择传感器、测量电路元器件、根据需要调整总体方案（3）计算电路（元件）参数。（4）绘制总体电路初稿（5）上机在 EDB（或 EDA）电路实验仿真。（6）绘制总体电路。2明确电路图设计的基本要求进行电路设计。并上机在
8、 EDB（或 EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，电路实验仿真大大减少人工重复劳动，并可帮助工程技术人员调整电路的整体布局，减少电路不同部分的相互干扰等等。3掌握常用元器件的识别和测试。电子元器件种类繁多，并且不断有新的功能、性能更好的元器件出现。需要通过互连网、图书、杂志查阅它们的识别和测试方法。对于常用元器件，不少手册有所介绍。4、熟练使用仪表，了解电路调试的基本方法。通过排除电路故障，提高电路性能的过程，巩固理论知识,提高解决实际问题的能力。5、独立撰写课程设计报告。基于传感器的测控电路课程设计第 二 部 分课程设计
9、报告基于传感器的测控电路课程设计目 录一、课题简介（1）1 关于温度测控（1）2 温度测量的主要方法和分类（1）二、设计要求及技术指标（2）1 设计的目的和设计的任务（2）1.1 课程设计的目的（2）1.2 课程设计的任务（2）2 课程设计的要求及技术指标（3）2.1 课程设计的要求（3）2.2 课程设计的技术指标（3）3 总方案及原理框图（4）3.1 设计总方案（4）3.2 原理框图（4）4 电路各组成部分的工作原理（5）4.1 温度转换电路的工作原理（5）4.2 差动放大电路的工作原理（6）4.3 比较电路的工作原理（7）4.4 驱动电路的工作原理（8）4.5 总电路图（9）4.6 电路的
10、参数选择及计算（11）5 电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用（11）5.1 传感器测控电路设计的一般步骤（11）5.2 设计方案的选择（11）5.3 传感器工作原理的分析、参数的计算与选择、传感器误差分析（11）5.4 基于传感器测控电路的结构设计（14）6 电路安装调试步骤及方法（15）6.1 总电路的安装与调试（15）6.2 电路安装与调试中遇到的问题及分析解决方法（15）7 实验结果分析（16）7.1 实测数据记录及图形（16）7.2 误差分析及改进方法（17）8 改进意见、收获、体会与总结（18）9 仪器仪表清单（19）参考文基于传感器的测控电路课程设计献（20）基于传感器的测
11、控电路课程设计1一、 课题简介1 关于温度测控温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关，也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。随着科学技术的发展，使得测温技术迅速发展，测温范围不断拓宽，测温精度不断提高，新的温度传感器不断出现，如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。由于检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式不同，所以相应的硬件和软件也就不同。温度与温标温度不能直接加以测量，只能利用冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随着冷热程度不同而变化的特性进行间接测量。为了定量描述温度的高低，必须建立温度标尺，即温标。
12、它是温度的数值表示。温度不仅是热学中主要热学量，而且也是国际单位制(SI)中七个基本量之一。国际温标规定热力学温度(T) 单位为开尔文(K)，1K 等于水三相点热力学温度的 1/27316。而习惯上把水的冰点定为 0，它比水三相点低 001，所以摄氏度(t) 与热力学温度 (71)的关系为t=T-273.152 温度测量的主要方法和分类温度传感器由现场的感温元件和控制室的显示装置两部分组成。温度测量方法按感温元件是否与被测介质接触分成接触式测温和非接触式测温两大类。接触式测温是使测温敏感元件和被测介质接触，当被测介质与感温元件达到热平衡时，感温元件与被测介质的温度相等。这类温度传感器结构简单、
13、工作可靠、精度高、稳定性好、价格低、应用广泛。非接触式测温是应用物体的热辐射能量随温度的变化而变化的原理。它可测高温、腐蚀、有毒、运动物体和固体、液体表面的温度，但精度偏低。基于传感器的测控电路课程设计2二、 设计要求及技术指标1 设计的目的和设计的任务1.1 课程设计的目的通过设计了解如何运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的连接和调试，学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。1、掌握传感器选择的一般设计方法；2、掌握模拟 IC 器件的应用；3、掌握测量电路的设计方法；4、培养综合应用所学知识来指导实践的能力1.2 课程设计的任务应用 1N4148 二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-65 200，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在要求的范围之内（4060 ） 。要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。基于传感器的测控电路课程设计
