温度测量仪课程设计-副本

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1、开封大学课程设计电子电气工程学院电子信息工程技术11级电子二班第1章绪论1第2章温度测量仪的电路设计32.1温度测量仪总体框图32.2AD590集成温度传感器32.3K—°C变换器42.4放大器52.5比较器52.6报警设备62.7电路原理图7第3章仿真与制作83.1电路的仿真83.2仿真结果及其分析123.3温度测量仪的调试12第4章总结报告13参考文献16第1章绪论1.1电子技术的发展趋势电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入21世纪,人们面临

2、的是以微电子技术（半导体和集成电路为代表）电子计算机和因特网为标志的信息社会。高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。现代子技术在国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和交流）及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。现在的世界，电子技术无处不在：收音机、彩电、音响、VCD、DVD、电子手表、数码相机、微电脑、大规模生产的工业流水线、因特网、机器人、航天飞机、宇宙探测仪，可以说，人们现在生活在电子世界中，一天也离不开它。电子管时代（1905~1948）。四十年代末世界上诞生了笫一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命

3、长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上岀现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。晶休管时代（1948〜1959）。1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶休管，揭开了晶休管的发展序幕。集成电路阶段（1960~至今）。自1958年笫一块集成元件问世以来，集成电路己经跨越了小、中、大、超大、特大、

4、巨大规模儿个台阶，集成度平均每2年提高近3倍。随着集成度的提高，器件尺寸不断减小。而本实验所研究的温度测量仪，由于其可靠性高、便携性好、功能齐全、功耗低、适用场合广泛、测温精度高等特点，广泛应用于温度差测量领域。第2章温度测量仪的电路设计2.1温度测量仪总体框图使用温度测量仪，首先经过AD590集成温度传感器的作用，使外界温度转换为电流用表示。因为上述为绝对温度K和电流之间的转换关系，而在设计屮我们需耍采用。C,所以我们必须使其转换成摄氏温度°C和电流之间的关系，这就要用到K—°C变换器。通过K—°C变换器的作用，我们便得到想要的。C和

5、电流之间的直接转换关系。得到的电流再经过放大器的放大，即可直接用电压表读出被测对象的温度值。然后放大后的电压接一比较器，比较器的输出端接报警设备。报警设备可由一个发光二极管组成。在设置了预警温度后，由比较器输出端的电压决定二极管是否发光，从而起到警报作用。基本原理图如图2.1.1所示。图2.1」温度测量仪原理框图2.2AD590集成温度传感器AD590是利用PN结止向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。这种器件在被测温度一定时，相当于一个恒流源。该器件貝有良好的线性和互换性，测量精度高，并具有消除电源波动的特性。即使电源在5

6、〜15VZ间变化，其电流只是在l

7、iA以下作微小变化.仁流过器件的电流(pA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数。2、可测量范围・55°C至150°C.3、供电电压范围+4V至+30VAD590集成温度传感器进行温度〜电流转换。它是一种电流型二端器件，其内部已作修止，具有良好的互换性和线性。有消除电源波动的特性。输出阻抗达10MQ,转换当量为X/jAIKo器件采用B—1型金属壳封装。温度一电压变换电路如图2.2.2所示。由图可得:由（/f=U0=uA/KxR=Rx-6/K（R—般取1OKQ）所以U=lOmV/Koui图2

8、.2.2温度——电压转换电路图2.2.1AD590原件符号2.3K—°C变换器因为AD590的温控电流值是对应绝对温度K,而在设计屮需要采用°C,由运放组成的加法器可以实现这一转换，参考电路如下图2.3设流经R2,R1,R3的电流分别为Z1J2J3对图2.3的反相输入节点可列出下面的方程:i+i2=i3由此得UUr-U2—RRi/?3若R=Ri=/?3（实际应用中可取R1=R2=R3=5KQ）而/?，=/?

9、///?2///?3计算得RT.67KQ则式（2.3.1）可变为(2.3.2)U2=Ur—U元件参数的确定和一Ur选取的

10、指导思想是：0°C（即273K）时，U2=0V综合式（2.2.1）,可得(2.3.3)Ur=2.73V。2.4放大器图2.4反相比例放大器设流经R4,R6的电流分别为i4,i6o由虚断的概念可知，i4=i6