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目 录 第一章 绪论 1 第二章 温度测量仪的设计方案 2 2.1设计方案的选择 2 2.2 温度测量仪设计思路 4 第三章 单元电路的设计 5 3.1温度—电压转换单元电路 5 3.2 基准电压产生单元电路 6 3.3差分放大电路 8 3.4 报警原理图 9 3.5 Multisim仿真图 10 3.5.1 20℃时的仿真 10 3.5.2 49℃温度时的仿真 11 3.5.3 大于50℃时的仿真 11 第四章 PCB板的制作 12 第五章 综合调试 13 5.1硬件电路排查 13 5.2排除电源故障 13 5.3元器件调节 13 5.4测量结果 13 第六章 材料清单及电路相关参数 16 6.1 材料清单 16 6.2 元件参数 16 第七章 电路原理图 17 第八章 总结报告 18 主要参考文献 19 附录A 实物图 20 致 谢 21 第一章 绪论 集成温度传感器是目前应用范围最广、使用最普及的一种全集成化传感器。其种类很多，大致可分为以下5类：1、模拟集成温度传感器2、模拟集成温度控制器3、智能温度传感器4、通用智能温度控制器5、微机散热保护专用的智能温度控制器。 集成温度传感器的主要应用领域有以下个方面： 1.温度测量：可以构成数字温度计、温度变送器、温度巡回检测仪、智能化温度检测系统及网络化测温系统。2.温度控制：适用于智能化温度测控系统、工业过程控制、现场可编程温度控制系统、环境温度监测及报警系统、中央空调、风扇温控电路、微处理器及微机系统的过热保护装置、现代办公设备、电信设备、服务器中的温度测控系统、电池充电器的过热保护电路、音频功率放大器的过热保护电路及家用电器。温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是 温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类 。 图2.1 总体设计框图 优点：数字温度计精度高、灵敏度高测量范围广。 缺点：调试复杂、制作成本较高、部分知识暂时没有学习，实现此方案有困难，不予采用。 方案二： 作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一—— 热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。8051系列的AT89C2051单片机为核心开发热电偶测温的系统。系统硬件原理框图如下图： 图2.2 系统框图 系统框图如图2所示，热电偶传感器采集到温度信号传送给信号处理模块，信号处理由Max6675单芯片构成，它是Maxim公司新近推出的一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器。 图2.3 温度测量仪原理框图 其中，每个框图作用如下： 1.K—℃变换电路：将开尔文温度转变为绝对温度℃； 2.放大电路：经过运算放大器实现电压的放大作用; 3.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。 4.报警设备：当温度超过50摄氏度时，报警设备将会报警，如LED亮或者蜂鸣器响。 2.2 温度测量仪设计思路 （1）选择被测对象，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） 最后利用差分放大电路，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。 优点：测温误差小、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等优点，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准外围电路简单 图3.2 AD590管脚（第三个脚可以不用,是接外壳做屏蔽用的） 图3.3 AD590元件符号（1管脚接电源；2管脚输出电流） AD590基本应用电路如下图所示。 图3.4 AD590基本应用电路 单元电路元器件选用参数说明： 1、R6=10KΩ（便于计算） 2、在该电路中，利用了UA741作为电压跟随器 电压跟随器的特性如下： ·隔离缓冲。 ·电压跟随（极性不变）。 ·电压放大倍数为一倍，只是改善输出量的输出质量，不改变输出值。 利用电压跟随器的隔离缓冲作用确保了AD590输出的电压值稳定。 3、用直流电流源代替AD590 。根据AD590的特性，温度每升高1℃，电流增大1μA 。利用串联的10K电阻进行电压采样，可以将实现温度与电压间的转换。计算公式如下： 10K×（273+T）μA=（2.73+0.01T）V （T为温度） 3.2 基准电压产生单元电路 利用AD590的基