模电课程设计-温度监测与控制

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1、严谨规范求真铸魂《模电课程设计》温度监测与控制i、课程设计概要一、课程设计的目的和任务：1）培养学生严肃认真的工作作风和严谨塌实的科学态度。2）培养学生独立分析和动手解决实际问题的能力。3）进一步熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。4）进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。5）掌握电子电路的安装与调试技能。6）学会撰写课程设计总结报告。二、课程设计的步骤1）设计与计算阶段（占课时总量的20％）根据课程设计的任务、要求和条件首先要进行论证、选择与设计而确定总体方案，对总体方案中单元电路进行选择、分析和设计计算，包括元器件的

2、选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图）。2）安装与调试阶段（占课时总量的50％）学生向实验室领取所需元器件等材料，并在试验板上或电路板上组装电路。运用测试仪表进行电路调试，排除电路故障，调整元器件，使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点所在，所化费的时间也很长，有些是需要学生在课外挤时间去完成的。3）撰写总结报告阶段（占课时总量的10％）课程设计总结报告是学生对某项目全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写，主要内容有：①课程设计课题名称。②课题的学习任务和要求。③总体方案的选择、论证、设计。④方案

3、的原理框图，总体电路图、布线图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。⑤电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。⑥收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。4）一个项目教学过程结束后，教师将根据以下几方面来评定成绩（占课时总量的20％）：①设计方案的正确性与合理性。②实验动手能力（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力，以及创新精神等）。③总结报告。④答辩情况（课题的论述和回答问题的情况）。15严谨规范求真铸魂⑤设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。三、

4、本次设计课题的要求和技术指标1）测量：能够用万用表直流电压档（或直流电压表）监测当前所检测到的实际温度，测量温度范围为0℃～＋100℃±2℃2）控制：能够在监测范围内对恒温箱内温度进行人为可调节并能自动地控制在所调节的温度上（所要加热的目标温度要比当前室温高）。3）加热器电参数：交流220V/500W。15严谨规范求真铸魂ii、课程设计的方法与步骤根据课题的要求和技术指标，能实现对加热器温度的测量、自动控制加热、调节等的方案可谓很多。但要对方案的性能、成本、体积、难易程度等进行分析与比较，本着以满足功能要求为前提，不要一味提高性能指标

5、，并且要考虑可能涉及到的原材料的货源是否困难等，综合考虑，确定方案。一、方案的确定对于该课题而言，根据功能要求和技术指标，可画出总体框图如图1所示。恒温箱电热丝温度传感器放大器比较器功率驱动器调节器图1根据框图，显然需要温度传感器、放大器、比较器、调节元件和可控功率驱动元件等功能部件，其中的每一个功能部件又都有多种选择的余地，当我们对每一个功能部件进行分析、比较、选择和确定后，总体方案便确定下来了。这里列举出各功能部件的部分内容：1）传感器：热电偶、热敏电阻、铂热电阻、双金属片、PN结温度传感器、(模拟或数字)集成电路温度传感器；2）

6、放大器：晶体三极管、MOS或结型场效应管、集成电路运算放大器、直流放大器、交流放大器；3）比较器：专用集成电路比较器、用运放设计的比较器；4）调节元件：电位器、多档开关、组合开关；5）可控功率驱动元件：单向可控硅、双向可控硅、电磁继电器、交流接触器、固态继电器；6）任何电子装置都离不开电源：交流电源、高压电源、专用直流稳压电源、自己设计装配开关型、线性型直流稳压电源等、。经过综合分析比较，温度传感器采用PN结温度传感器、放大器采用集成电路运算放大器、比较器用运算放大器来设计、调节元件采用线性电位器（尚有对数和指数电位器）、可控功率驱动

7、元件采用继电器、电源采用实验室专用稳压电源等这些部件作为该课题项目的设计方案。同学们也可以自己另选其他部件作为具有自己独特风格的方案。由于采用PN结温度传感器，PN结受温度的影响为约-2～-2.5mV/℃。根据题目要求，要能用万用表来对温度予以监测，而-2～-2.5mV/℃的灵敏度不宜观测的很精确，况且，温度升高时表头电压读数减小，也不符合人们的习惯。题目还要求，测量和控制的温度范围为0℃～100℃±2℃，为了达到这个要求，我们先拟订一种数据观测方案：用万用表的直流10V电压档监测：如果指针指示在最左边0V时，对应0℃；如果指针指示在

8、最右边10V时，对应+100℃；指针在0V～10V任意位置时，对应0℃～+100℃均匀分布。也就是如图2所对应的刻度盘。15严谨规范求真铸魂从图中表头刻度看，每误差1V对应误差10℃，MF－47型万用表10V档刻度的观测