温度测量数显过程控制仪的设计实现 2.ppt

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1、温度测量数显控制仪的设计实现——哈尔滨工程大学2010.03题目简介设计一个可在一定温度范围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪该仪器测量温度的范围为-50～200℃，能够对温度值进行数字显示（可显示温度测量值和设定温度值两种），其测量误差为±1℃。当超过某一设定温度上限值时（如30℃）能声光报警，并启动小风扇降温。总体方案设计设计提示1、电路可由温度采集、电阻/电压转换器、A/D转换器、控制电路和显示电路组成。2、温度采集传感器采用热敏类电阻铂Rt100；3、A/D转换器用ICL7107（双

2、电源±5V供电,适合驱动发光二极管显示）；4、采用共阳极数码管显示。总体方案设计电路可由温度采集（传感器）、电阻/电压转换器、A/D转换器、控制电路和显示电路组成。电路设计一、传感器采用热敏类电阻铂Rt100，它广泛用于化工、冶金、热电等测温领域。温度℃-50-250255075100125150175200电阻80.3190.19100109.73119.40128.98138.50147.94157.31166.61175.84二二、电阻/电压转换电路1、当t=-50℃时，运放的输出电压为Uo

3、=(1+80.31/33)×0.3=1.03V2、当t=200℃时，运放的输出电压为Uo=(1+175.84/33)×0.3=1.90V3、在-50℃～200℃，输出电压在1.0～1.9V间。在电阻/电压转换电路后，接一电压跟随器，提高带负载的能力。三、A/D转换器采用美国Harris公司ICL7107（双电源±5V供电），它包含31/2位数字A/D转换器，可直接驱动发光二极管（LED）。内部设有参考电压、七段译码器、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零、参考源和时钟系统等功能。将高性能、低

4、功耗和低成本很好的结合在一起，它有低于10µV的自动校零功能，零漂小于1µV/℃，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。真正的差动输入和差动参考源广泛用于各种单片测量单元。可用于组装成各种数字仪表或数控系统中的监控仪表，广泛用于电压、电流、温度、压力等各种物理的测量。封装形式有DIP40、LQFP44或QFP44三、三、A/D转换器C1为外接积分电容，R1为外接积分电阻，C2为自动调零电容，C4为基准电容，C5、R6为内部时钟振荡器的外接电容、电阻。振荡频率f=0.45/R6C5R6=1

5、00K、C5=100PF,则主振频率为45kHz,采样时间为每秒3次。IN+为外加信号输入端；IN-为输入基准信号零点，VREF+为基准信号端子。当基准信号调到0～2V时，外加信号的输入也在0～2V，LED对应显示0～1999，相当于1mV对应1个字。当输入信号超过上限量程时，千位数码管显示1，而其余三位数码管全无显示；当输入信号超过下限量程时，千位数码管显示-1，而其余三位数码管全不显示。正电源通过R7限流电阻向共阳极数码管供电，改变R7可改变数码管的亮度。三、四、电压比较器用于控制加热设备或制

6、冷设备的通断。1、切换开关K置于1挡时，仪表显示测量值；2、置于2挡时显示设定温度。3、当测量值低于设定值时，比较器正饱和，使继电器吸合，反之释放。4、D用来消除线圈断电时产生的反电动势。