温度测量课程设计

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1、目录1选题背景……………………………………………………………………………11.1设计任务………………………………………………………………………11.2设计要求………………………………………………………………………11.3指导思想………………………………………………………………………12方案论证……………………………………………………………………………12.1方案阐述………………………………………………………………………12.2方案选择………………………………………………………………………23过程论述……………………………………………………

2、………………………23.1温度采集及电阻/电压转换电路………………………………………………33.2放大电路………………………………………………………………………53.3控制电路………………………………………………………………………63.4A/D转换器……………………………………………………………………73.5显示电路………………………………………………………………………83．6调试方法………………………………………………………………………84结论或总结…………………………………………………………………………8参考文献……………………………

3、…………………………………………………10附：1系统原理总图…………………………………………………………………112元器件清单……………………………………………………………………12-11-1选题背景1.1设计任务使用PT100温度传感器（电阻值随温度变化），设计传感器放大电路，将传感器的电阻值转变为0~5V电压信号，将温度值显示出来。再设计控制电路，控制一个300W电热杯温度，使其能够稳定在设定的温度值。1.2设计要求1)设计以测量显示部分电路为主；2)要绘制原理框图；3)绘制原理电路；4)要有必要的计算及元件选择说明5)提供元件清单；

4、6)设计印刷线路板；7)如果采用单片机，必需绘制软件流程图1.3指导思想Pt100是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，然后再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。2方案论证2.1方案阐述方案一基于ICL7107的温度测量数显控制仪本方案的设计电路由稳压电路、温度采集、电阻/电压转换器、控制电路和显示电路组成。其中，温度采集传感器采用热敏电阻铂Pt100，A/D转换器用ICL7107（双电源±5V供电，适合驱动发光二极管显示），共阳数码管用ICL7107控制。本方

5、案用到了ICL7107，电路中的A/D转换电路与数码显示电路都由其控制与组成，因而在设计具体电路时，要针对ICL7107进行合理的设计。而电阻/电压转换电路由运放电路组成，Pt100是电阻/电压转换电路的核心部分。该方案的设计方框图表示如下-11-A/D转换温度传感器放大电路比较电路控制电路控制电路LED显示图2-1基于ICL7107的温度测量控制原理方框图优点：电路组成明确且设计合理，能够较为理想的实现实验设计要求。缺点：电路所用元器件较多，调试比较复杂。方案二基于AT89S51型单片机的温度测量控制显示系统利用铂热电阻的感温效应，将随

6、被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，选用AT89S51型单片机作为主控制器件进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，通过4位共阳极LED数码管并口传送数据，实现温度显示。此外在外加的报警电路方面控制也比较方便。信号放大调理电路PT100温度传感器A/D转换电路时钟电路按键控制电路AT89S51单片机LED数码管显示电路图2-2方案二设计框图2.2方案选择整体说来，我认为方案一比较适合本次课设。原因有以下几点：方案一设计合理，电路构成明确且易于操作，不用编写调试程序；方案二虽然

7、构成要比方案一简单，但涉及到编程及调试，对学生的软件知识要求较高，由于水平有限，暂不考虑。综上所述，我认为采用方案一是合理的选择。3过程论述3.1温度采集及电阻/电压转换电路-11-图3-1温度采集及电阻/电压转换电路图温度采集主要用到了铂电阻Rt100的温度传感特性。PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示：在0～650℃范围内：Rt=R0(1+At+Bt2)在-200～0℃范围内：Rt=R0(1+At+Bt2+C(t-100)t3)式中A、B、C为常数，A=

8、3.96847×10-3；B=-5.847×10-7；C=-4.22×10-12；由于它的电阻—温度关系的线性度非常好，因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)其