模电课程设计--温度测试电路.docVIP

《课程名称》课程设计报告 学 院：信息科学与技术学院 专 业：电子信息工程 班 级：2010级（2）班 姓 名：王彪 樊江涛 学 号：2010508115 2010508131 20 11年 12 月23 日 目 录 1. 课程设计目的 2 2. 课程设计任务和要求 2 3. 设计内容 3 4. 元器件清单 3 5. 设计总结 6．参考书目 1. 课程设计目的 1) 结合所学的电子电路的理论知识完成《温度测量电路》课程设计； 2）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法； 3）提高自己综合分析问题和解决问题的能力。 2. 课程设计任务和要求 2.1课程设计任务 测量某处的温度值并转换为0～5V的电压(1) 温度测量范围：－40+125℃。(2) 灵敏度：1mV/ (3) 测量精度：±1(4) 工作电压：±5V 其中，温度传感器的选择如下： 方案一：采用二极管做温度传感器 晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50~+150℃。 方案二：用可编程器件DS18B20做温度传感器 DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，线路简单，十分方便。 DS18B20产品具有以下特点： 只要求一个端口即可实现通信。 在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。 测量温度范围在－55℃到＋125℃之间。 数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。 内部有温度上、下限告警设置。 但是18B20需要单片机软件控制，与本次设计要求不符。 方案三：用LM35做温度传感器 LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。由于它采用内部补偿，所以输出可以从0℃开始。在上述电压范围以内，芯片从电源吸收的电流几乎是不变的（约50μA），所以芯片自身几乎没有散热的问题。这么小的电流也使得该芯片在某些应用中特别适合，比如在电池供电的场合中，输出可以由第三个引脚取出，根本无需校准。 LM35集成温度传感器是利用一个热电偶检测相应的温度，热电偶是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如下图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。温度传感器热电偶就是利用这一效应工作的。 综上所述，选择LM35作为温度传感器是最合适的，但由于所学有限，且对于二极管的特性和构造更加熟悉，我们决定采用方案一，即用玻璃封装的开关二极管1N4148作为温度传感器。 3.2各个单元电路的工作原理 转换电路：将二极管IN4148采集的温度信号转换成电信号。 差动放大器：由于电信号非常微弱，需要将电信号放大处理。 总电路图： 4. 元器件清单 序号 型号 名称 数目 1 1N4148 二极管 1 2 LM324AN 放大器 1 3 S 电源 2 4 R 电阻 4 6 C 电容 1 5. 设计总结 6. 参考书目 4 放大器 温度传感器 被测量控制系统