多路温度检测仪课程设计报告.docVIP

《电子》课程设计 总 结 报 告 题目： 指 导 教 师： 设 计 人 员： 学 号： 班 级： 日 期： 目录 一． 设计任务书 3 1. 设计要求 3 2. 小组分工 3 二． 设计框图和整机概述 3 三． 各单元电路的设计方案及原理说明 4 1. 温度检测及放大电路设计 4 2. A/D转换及数字显示电路的设计 5 3. 数字控制电路设计 7 四． 调试过程及结果分析 8 1. 首先进行温度检测放大电路调试 8 2. 逻辑控制电路调试 8 3. 数字电压表电路调试 8 五． 设计、安装及调试中的体会 8 六． 对本次课程实际的意见及建议 8 七． 附录 8 设计任务书 设计要求 设计一个多路巡检仪，要求如下： 能对三路温度巡检 可对任意一路进行定点显示 对测量温度进行数字显示 测量温度范围0~150?C 测量精度+1?C 小组分工 总体方案设计： 电路板焊接： 调试： 报告撰写： 设计框图和整机概述 随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立进行温度检测和显示的系统已经应用于各个领域。而最初的温度检测是需要人工目测温度计进行的，这样不仅浪费人工，而且存在很大的误差，因此能够随时进行温度巡检的温度巡检仪的设计就是非常必要的。 该巡检仪主要采用模拟电子电路实现。系统采用线性度较好的温度传感器AD590进行多路温度检测，不仅能将所测的环境温度进行定时巡回检测，而且保证了检测的精度。 多路巡检仪主要包括四个部分，温度信号检测及放大部分、数字控制部分、A/D转换部分及数字显示部分。 系统的工作原理是：温度将首先经过温度传感器和放大电路变成与温度成线性关系的电压信号，然后经数字控制电路送到A/D转换器，最后通过数字显示器显示出测量的温度。 图1 多路温度巡检原理框图 各单元电路的设计方案及原理说明 温度检测及放大电路设计 用于温度检测的常见温度传感器有热电阻、热电偶和半导体集成温度传感器．传统的温度检测用热电阻为温度敏感元件，虽然具有成本低的优点，但需要进行后续信号处理电路，且热电阻的可靠性相对较差，测量温度的准确度低，检测系统的精度差；热电偶传感器的价格低，但需冷端补偿，电路设计复杂，因此本次的课程实际我们选用了半导体集成温度传感器AD590。 AD590的外形采用TO—52金属圆壳封装结构，具有体积小、重量轻、价格适中、线性度好、性能稳定，电路设计简单等优点，且适合远距离测量和传输，抗干扰性强。图2为AD590外形管脚排列图。 它是一种二端元件，属于一种高阻电流源，其典型的电流灵敏度是1μA/K。其测温范围在一55?C．~+150?C之间，线性电流输出为l raA／K，当电压稳定度为l％时，所产生的误差只有土0．0l?C，工作电压范围为4-30V，当温度变化时输出电流相应改变。根据设计要求，由于传感器的输出电流不足以进行A／D处理，需对信号进行转换和放大。本系统采用低失调、低漂移的运算放大器OP07作为信号放大和转换元件。OP07的输入失调电压温漂 ，／dT和输入失调电流温漂dA／dT都很小，分别为0．7mV／*C和12pA／~C，精度比较高，适用于直流及低速的微弱信号放大，转换速率低(0．17v／~)，内附相位补偿线路。温—压信号转换原理图如图3所示。 图2 AD590外形管脚排列图 图3 温—压信号转换原理图 OP07简介：Op07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。 特点： 超低偏移： 150μV最大 。?低输入偏置电流： 1.8nA 。?低失调电压漂移： 0.5μV/ 。?超稳定，时间： 2μV/month最大?高电源电压范围： ±3V至±22V MC1403简介：2.5V精密串行电压基准 ±1% 输入电压范围: 4.5V到40V 静态电流: 1.2mA typ. 输出电流: 10mA 图5 MC1403引脚图 因为运算放大器的反向输入端电位VN ≈0V，故由基准源MC1403提供的电流I0为：I0== 调节Rp1即可改变I0的大小。 因为AD590输出的电流的温度灵敏度为lμA/K ，而绝对温度与摄氏温度的关系为：K=T+273．15。 设要测量的温度为T摄氏度，则流过AD590的电流