数字温度计 (数电).doc

CHENGNAN COLLEGE OF CUST 电子技术应用实习 题目： 电子技术应用实习 数字温度计的设计 学生姓名： 尹雅君 学 号： 201284250104 班 级: 电信1201班 专 业： 电子信息工程 指导教师： 徐里英、 吴一帆 2015年 1月 目录 第一章 实习目的、内容和要求 4 1.1 实习目的 4 1.2 实习内容 4 1.3 实习任务要求 5 第二章 设计原理及软件简介 5 2.1 设计原理 5 2.1.1 铂电阻PT100的基本工作原理 5 2.1.2精密仪表放大器INA122的基本工作原理 6 2.1.3 ICL7107的基本工作原理与主要构成部分介绍 7 2.1.4 ICL7107引脚功能和外围元件参数的选择 11 2.2 Proteus仿真软件介绍 12 第三章 设计步骤和过程 15 3.1 数字温度设计的系统结构图 15 3.2 各功能模块的电路仿真图和原理说明 16 3.2.1 PT100桥式仿真电路图及原理 16 3.2.2 INA122仪表放大器仿真电路图及原理 17 3.2.3 放大器的调零电路 17 3.2.4 TC7107AD的仿真电路及原理 18 第四章 设计的仿真和结果分析 20 4.1 电路的调试测量值仿真电路图 20 4.2 结果及误差分析 22 第五章 结论 22 5.1设计过程中遇到的困难及解决办法 23 5.2 结论 23 参考文献 24 附录 24 附录A 仿真电路图 25 附录B 元器件清单 26 第一章 实习目的、内容和要求 1.1 实习目的 1、进一步加深对模拟电子技术、数字电子技术、电路理论的应用实践能力，学以致用，加强自主设计能力。 2、了解温度传感器铂电阻PT100原理以及掌握其应用； 3、了解并掌握精密仪表放大器INA122的原理以及基本电路； 4、了解TC7107芯片的原理及基本测压电路； 5、熟悉并掌握产品设计的基本思路和方法； 6、掌握常用电子元器件的选择方法和元件参数； 7、加强计算机运用、查阅资料和独立完成电路设计的能力。 1.2 实习内容 设计说明：温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或电流），然后将模拟电信号经ADC转换成数字信号，最后经译码显示器显示温度值。 温度传感元件较多，如热敏电阻、热电偶、温敏二极管、温敏三极管等。比如温敏三极管在温度发生变化时be结的温度系数为–2mV/°C，利用这个特性可以测出环境温度的变化。 但由于在0°C时温敏三极管be结存在的电压vbe不等于零，因此需要设计一个调零电路，使温敏三极管在0°C时的输出为零，使显示器的读数也为零。当环境温度上升到100°C时，温敏三极管be结的电压增加到–200mV，这时应使电路的输出显示读数为100。一般只需要调好0°C和满度，输出读数与温度就能对应。 图1.2.1数字温度计框图 要求： 1、基本部分 （1）被测温度范围0(200°C。 （2）直接用数字电压表显示温度值，可直接读出0(1999°C。也可以用4位数码管显示温度值。 2、其它说明：（1）用4位数码管显示温度值。 （2）验证三个值：冰水0°C、环境温度、100°C沸水。 1.3 实习任务要求 1、画出总体设计框图，以说明数字温度计由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间的互相联系。并以文字对原理作辅助说明。 2、设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3、选择合适的元器件，在仿真设计软件上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。 4、在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和连接，进行合理布局，进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。 5、自行接线验证、仿真、调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和仿真结果分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。 第二章 设计原理及软件简介 2.1 设计原理 2.1.1 铂电阻PT100的基本工作原理 pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变，当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长， 铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式： -200t0℃ Rt=R0[1+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t] （1） 0≤t850℃ Rt=R0（1+At+Bt2） （2） Rt为t℃时的电阻值，R0为0℃时的阻值。公式中的A,B,系数为实验测定。这里