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1、温度传感器设计报告机制 091 109011016 詹杭羽前言:在机电一体化系统中 , 传感器处系统之首 , 其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验, 是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测, 系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。一、设计原理 :常温下,开关二极管IN4148 的管压降为0.7V 左右,其值随温度的变化而变化,其关系曲线如下图所示:即温度每上升 1正向压降降低2mV ,利用此关系即可对温度信号进行捕获,然后经运放进行放大即可在相关仪器上显示温度的变化情况。二、总电路图:精选学习资料 -
2、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页三、设计分析:总电路可分为两部分,前置部分与后面的放大大电路。1、恒流源部分:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页经查资料得知,二极管的管压降与温度构成线性关系需其处于一个恒流状态下。如图所示:通过 R2与 R3的分压,运放输入端可获得约 0.3V 的电压,根据虚短原理, R1两端获得 4.7V 的电压,然后根据虚断原理,可得流过二极管的电流约为1mA ,其值恒定不变,因而达到恒流的目的。另C1的作用是滤去前置电路中的交流成分
3、,提高电路的稳定性。2. 放大部分:可变电阻用来调节输出电压的值,在设定的起始温度下(如0)调节可变电阻使运放两输入端电压相等,此时输出为零,对应于外接电压表的零刻度。考虑到恒流源中运放输出电阻的影响,R4取值不宜过小,应设计要求,取放大倍数为50,即温度每升一度输出的值变化为 0.1V,故在 0100输出电压对应的范围为010V。V1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页为模拟电压源,模拟二极管的压降变化。为增加电路的稳定性,加入 C2滤波。四、仿真结果及分析:T(温度变化量 )/ V2( 模拟电压源变化量)/mV V0(输出电压) /V 0 0 0 1 2 0.100025 5 10 0.500127 10 20 1 15 30 1.5 20 40 2.001 25 50 2.501 30 60 3.001 35 70 3.501 40 80 4.001 45 90 4.501 50 100 5.001 从表中数据可看出,输出电压与模拟电压变化量近似线性关系。仿真还只是理论上的结果,具体数据还应根据实际电路的结果进行修正。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页