数字显示温度计数字显示温度计.docVIP

2010.1 数字显示温度计 应用工程学院 电信0809班 陈纯 指导教师：唐战勇、陈勃 引 言 温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计，例如，水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或热电阻温度计等。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。本次我们设计的数字显示温度计可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，又直观准确。 实训目的 本次传感器应用实训的目的是巩固《传感器与检测技术》所学的各种传感器的原理和应用，同时综合运用《模拟电子技术》、《数字电子技术》以及《Protel》等课程所学专业知识，制作并调试一个典型的传感器应用作品，熟悉传感器及其处理电路的设计、制作与调试方法，熟练掌握各种常用测量仪表的使用。 实训要求 设计并制作一个数字温度计，要求： 1、最小分辨率：0.1°C； 2、测温范围：0——150°C； 3、测温精度优于1°C； 4、线路板之间要求使用接插件连接。 系统构成 数字温度计由电桥、放大电路、AD转换和显示部分组成。画一个框图表示。 分别介绍各个部分的实现。 pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0时阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。用比较法测量各种量（如电阻、电容、电感等）的仪器。最简单四个电阻组成桥臂，一个对角接电源，另一个作为输出。把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出，然后提供给放大电路放大后进行测量。 → → → 电桥电路： 本次实训采用的是pt100单臂电桥。Pt100铂热电阻的阻值和温度之间存在非线性关系。利用不平衡电桥电路把传感器的电阻变化转变为电压。 电桥电路图如下： 图2 pt100电桥电路 放大电路： 该放大电路是由两个op07组成，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。Op07的管脚功能：IN+和IN-为信号差动输入端，1、8脚为调零端，6为输出端。传感器。传感器的差模电压输出信号经op07一级放大后，放大24.5倍。 一级为正反馈放大电路，放大倍数： B1=1+Rf/R=1+47K/2K=24.5倍 再通过一个op07放大245倍将差模信号转换为一路模拟信号，二级为负反馈放大电路，放大倍数： B2= 1V/8.5mV=117.6＝1+Rf/R＝１＋(11K+X)/10K　　 x=28 最后通过一个电位器输出给显示部分。为保证尽可能低的干扰，在其输入端加入二阶c1、c2电容滤波电路，扫除干扰信号。 运算放大电路图如下： 图3 放大电路 3.A/D转换电路： 　A/D转化电路亦称“模拟数字转换器”，简称“模数转换器”。将模拟量或连续变化的量进行量化（离散化），转换为相应的数字量的电路。ICL7107是一块应用非常广泛的集成电路。它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。芯片第一脚是供电，正确电压是 DC5V 。第 36 脚是基准电压，第 26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，。芯片第 31 引脚是信号输入引脚，可以输入 ±199.9mV 的电压。在一开始，可以把它接地，造成0信号输入，以方便测试。 比例读数：把 31 脚与 36 脚短路，就是把基准电压作为信号输入到芯片的信号端，这时候，数码管显示的数值最好是 100.0 ，通常在 99.7 － 100.3 之间，越接近 100.0 越好。这个测试是看看芯片的比例读数转换情况，与基准电压具体是多少 mV 无关，也无法在外部进行调整这个读数。LED数码管有共阳和共阴两种，把这些LED发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接VCC和GND。再把多个这样的8字装在一起就成了多位的数码管了。 将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。若按规定使某些笔段上的发光二极管发光，就能显示从0～9的…系列数字。同荧光数码管(VFD)、辉光数码管(NRT)相比，它具有：体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应的时间短 图4 转换电路及显示部分 作品调试（写出调试步骤