设计自动水温控制系统中的测温电路.docVIP

课程设计任务书 题　目 设计自动水温控制系统中的测温电路 学生姓名 学号 班级 专业 电气工程及其自动化 承担指导任务单位 指导教师 姓名 是否制作实物 是 一、主要内容 利用温度传感器设计自动水温控制系统中的温度检测部分。 二、基本要求 1. 实现基本功能 2．完成3000字设计报告 三、主要技术指标（或研究方法） 1.选用AD590温度传感器 四、应收集的资料及参考文献 AD590温度传感器 差动放大器 教研室主任签字 时　间 　　 年　 月 日 注：可根据内容加页。 2 概述 2.1 系统组成框图 作为工业测温中广泛使用的电流输出型集成温度传感器AD590，其以电流为输出量指示温度，其典型的电流温度灵敏度为1uA/K，它是一种两端器件，使用非常方便。作为一种高阻电流源，这种传感器没有电压输出型传感器遥测或遥控应用的长馈线上的电压信号损失和噪声干扰问题，故特别适合远距离测量或控制。本课题采用的是以AD590为基础的水温恒温控制电路硬件原理框图： 2.2测温系统主电路图 2.3 主电路的分析过程 AD590温度传感器是一种已经IC化的温度传感器，它会将温度转换为电流，这一部分利用电压跟随器，为了将电压测量出来又不能使电流分流出来，其输出电压等于输入电压。1N753A的电压是6.2V，电阻是14.6K，大约得4.24满足2.73的范围。绝度零度满足要求， 通过AD590上反映出的实际温度与给定的0度温度相比较做差去掉了AD590中0度以下的电压干扰，得到实际温度所对应的电压，3号端是给定温度，2号端是实际温度通过LM393比较器，温度差放大器加热，实现加热，设计的给定温度是0-96度，由于生产中对于这么高地温度应用的比较少，所以此范围可以满足生产要求。R15为3K，因为温度差是96度，对应的电压是0.96V，0,96除以3 乘以放大倍数60x80 大约1.53A。3D4K允许的最大电流为1.6A，3DD5允许的最大电流为2A。R16为10欧 大约为1.2A。所以满足三极管要求。 3 传感器测温系统的单元电路介绍 3.1 AD590检测原理及特性 AD590温度传感器是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流。其规格如下：1、度每增加1，它会增加1μA输出电流 2、 可测量范围-55至150 3、 供电电压范围+4V至+30V AD590的管脚图及元件符号如下图所示： AD590的输出电流值说明如下： 其输出电流是以绝对温度零度（-273）为基准，每增加1，它会增加1μA输出电流，因此在室温25时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。AD590基本应用电路： 图3.AD590基本应用电路 注意事项： 1、 Vo的值为Io乘上10K，以室温25而言，输出值为10K×298μA=2.98V 2、 测量Vo时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。 LM393引脚功能排列表： 引出端序号 功能 符号 引出端序号 功能 符号 输出端1 5 正向输入端2 2 反向输入端1 6 反向输入端2 3 正向输入端1 7 输出端2 4 地 8 电源 ? ? LM393主要参数表： ? 参数名称 符号 数值 单位 电源电压 ±18 或36 V 差模输入电压 ±36 V 共模输入电压 -0.3～VCC V 功耗 570 mW 工作环境温度 0 to +70 ℃ 贮存温度 -65 to 150 ℃ 3.3基本测温电路 其基本的测温电路如下： 图6.基本测温电路 电路及相关参数分析： 1，AD590的输出电流I=（273+T）uA (T为摄氏温度)，因而测量的电压V（273+T）uA X 10K=（2.73+T/100）V。为了将电压测量出来又不能使电流分流出来，这里使用电压跟随器，其输出电压等于输入电压。 2、由于一般电源是带杂波的，因此，使用稳压二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，使其输出电压V5调整至2.73。 3、接下来使用差动放大器，输出V10=V6—V5=T/100,这样，如果现在温度为25℃，输出电压就为0.25V。 3.4 基本比较电路 图7.基本比较电路 基本比较电路参数分析： 通过调节R10设定温度，其中U3只起电压跟随作用，使6中输出电压为（0—0.96V）也就是给定温度的范围为0—96℃。由于生产中对于这么高地温度应用的比较少，所以此范围可以满足