模电课程设计汇本水温测量和控制电路设计.doc

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1、2013~2014学年第2学期《模拟电子技术》课程设计报告题目：温度监测及控制电路设计专业：电气工程及其自动化班级：电气工程及其自动化2班姓名：指导教师：电气工程学院2014年5月16日任务书课题名称温度监测及控制电路设计指导教师（职称）倪琳执行时间2013~2014学年第二学期第13周学生学号承担任务仿真测试温度传感器“温度—电压转换”设计差动放大电路的设计滤波电路的设计滞回比较器电路的设计控制报警电路设计设计目的1、学习由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电路；2、掌握滞回比较器的性能和调试方法

2、。设计要求1、技术指标：要求设计一个温度测量器件，其主要技术指标如下：（1）测温围：室温～60℃；（2）被测温度达到60℃时，指示灯亮。2、设计要求（1）设计电路；（2）要求绘出原理图；（3）拟定设计步骤；（4）撰写设计报告。3、设计扩展要求（1）能显示输出温度；目录摘要4第一章温度监测及控制电路的设计51.1、设计方案51.1.1、温度监测及控制电路设计思路51.2温度监测及控制电路流程框图5第二章电路设计62.1温度——电压变换62.22.732V电压产生电路72.3稳压调整82.4差分放大电路82.

3、5比较电路—滞回比较器92.5控制报警系统电路102.6报警原理图11第三章全图设计与仿真测试113.1总电路图113.2加减运算电路正常工作时仿真结果123.3电平变换仿真结果13结论13参考文献：14温度监测与控制电路设计摘要随着数字化时代的到来，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们的要求，于是使用温度传感器监测外界温度变化，通过差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号变化放大，然后利用A/D转换实现模拟信号到数字信号的转换，根据模拟电

4、路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系，并通过数码管显示当前值，使其与温度数值上相等，从而实现温度的测量再者还加载了报警装置，当被测温度超出设定温度围时，LED报警装置工作。本设计是采用了温度的测量、温度的显示和报警装置三部分实现上述目的的。关键字：温度传感器；桥式放大电路；滞回比较器；A/D转换器第一章温度监测及控制电路的设计1.1、设计方案1.1.1、温度监测及控制电路设计思路（1）择被测对象，经过温度传感器AD590将温度转换为电流，然后经过温度－电压变化，转化为电压；（2）转化的电压再经

5、过K—℃变换电路转化为绝对℃；（3）再经过反相比例放大电路，将电压值放大；（4）利用差分放大电路，将电压进行比较，通过驱动电路进行报警，超过设定温度，发光二极管将会变亮。1.2温度监测及控制电路流程框图被测温度K—℃变换电路放大电压表比较器LED报警其中，每个框图作用如下：K—℃变换电路：将开尔文温度转变为绝对温度℃；放大电路：经过运算放大器实现电压的放大作用;电压比较器：运用差分放大电路原理将电压进行比较，得到摄氏温度与输出电压的关系。第二章电路设计2.1温度——电压变换图2-1温度电压变换电路AD59

6、0的主要特性如下：·流过器件的电流等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数。·AD590的测温围为-55℃～+150℃。·AD590的电源电压围为4V～30V。电源电压可在4V~6V围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。·精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃围，非线性误差为±0.3℃。AD590最重要的特性是：温度每增加1℃，它会增加1μA输出电流。在图中，U的值为I乘上1

7、0K，以T℃而言，输出值为10K×（273.2+T）μA=（2.732+0.01T）V，测量电压U时，不可分出任何电流否则测量值会不准。在该电路中，包含了一个电压跟随器。经过实验测得AD590输出电流I与摄氏温度T与输出电压U及开尔文温度K的关系如下：表2-1K/开尔文T/℃Io/μAU/V237.20273.2+02.732+0.00×0274.21273.2+12.732+0.01×1275.22273.2+22.732+0.01×2276.23273.2+32.732+0.01×3277.24273

8、.2+42.732+0.01×4…………283.210…2.732+0.01×10由该图表分析可得AD590的输出电流值说明如下：其输出电流是以绝对温度零度（-273.2℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在T℃时，其输出电流Io=（273.2+T）μA。2.22.732V电压产生电路利用AD590的基本应用电路（图3）可得到电压U=（2.732+0.01T）V，即AD590的温控电流值是对应热力学温度K，而在