测控电路课程设计报告

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1、测控电路课程设计报告一、设计要求设计一个温度测量电路，测量范围0.0—50.0℃，精确至小数第一位，采用AD590为传感元件，3个LED数码管显示测得值。二、电路基本原理传感器电压比较电路数码管显示A/D转换电路传感器输出信号通过温度传感处理电路，得到与温度成正比的电压信号，输入电压比较电路，将比较电路输出电压输入A/D转换电路，驱动数码管显示温度值。三、设计步骤1、设计传感器输出信号分压比较电路2、根据原理框图各部分的功能，查阅资料，完成单元电路设计，参数计算和器件选择3、列出所有元器件清单，报实验室备件4、按照设计电路原理图在面包板上安装、调试电路5、绘制

2、总体电路原理图6、完成设计报告四、设计内容1、A/D转换及显示电路使用三位半LED显示A/D转换器ICL7107，电源电压+5V。根据ICL7107芯片手册选取积分电阻470KΩ，积分电容0.22μF，自动校零电容0.047μF，参考电容0.1μF，振荡电容100pF。再由ICL7101直接驱动3个共阳极数码管，分别显示十位、个位和十分位。根据“显示值=1000×（VIN/VREF）”，温度每上升1℃，数码管示值增加100（1为十位，00分别为个位和十分位），故选择VREF为4V，则有温度每上升1℃，VIN（=Vo）增大0.04V，即Vo=T/25。2、温度传

3、感处理电路AD590温度传感器规格如下：其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，温度每增加1℃，传感器增加1μA的输出电流；可测量范围-55℃—150℃；供电电压范围+4V—+30V。将传感器接入12V电源，并与5.1K电阻串联接地，电阻分压后接电压跟随器以获得稳定的电压输出，电压跟随器以及比较电路中的差动放大器均采用LM358双运放芯片。AD590的输出电流I=(273+T)μA（T为摄氏温度），V1=(273+T)×5αmV（α为由于电阻精度引起的误差校正系数）。3、电压比较电路为滤除电源杂波，使用齐纳二极管作为稳压元件，和1.2K电阻串联后接入1

4、2V电源。利用50K电位器分压，将输出电压V2调整至0℃时V1点电压，再接入一级跟随，保证“零点”电压不受后级电路影响，跟随器所用芯片为UA741。使用LM358构成减法电路，输出Vo=T/25，输入到ICL7107的VIN脚进行A/D转换。五、电路调试及分析1、确定“零点”。将传感器AD590置于冰水混合物中，用电压表测V1点电压，并同时用水银温度计作为示值基准，当电压稳定后，测得V1点电压，即0℃时电压为1.424V。调节电位器R1，使得V2点电压为1.424V，则“零点”确定。注：V1理论值应为1.365V（为计算方便，AD590负端与“地”之间电阻假定

5、为5KΩ，而非5.1KΩ，相差部分计入α），故α=1.042、调节差分放大电路增益根据计算，设差分放大增益为β，由Vo=T/25，V1=(0.273+T/1000)×5α，V2=0.273×5α，可得Vo=(V2-V1)×β=T×α×β/200=T/25，即α×β=8，由α=1.04，可知β=7.69故在差分放大电路中选择电阻为27KΩ，200KΩ与100KΩ电位器串联。第一步，将LM358正端接一个保护电阻接地，负端不变，即构成一个简单的反向放大电路，由于V2输出稳定电压1.424V，故Vo应为10.95V。第二步，将电路恢复至设计状态，把传感器置于冰水混合

6、物状态下，当V1降至与V2等电位即1.424V时，输出Vo应为0，故调节电位器R3，使得Vo输出为0。反复几次。至此，传感电路及差分放大电路部分调试完毕。分析：