数显温度测量器装置.doc

电 子 课 程 设 计 题目： 数显温度测量器装置 系 别： 电气与电子工程系 专 业： 自动化 姓 名： 学 号： 2010年6月23日 成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。 课程设计成绩评定 班级 姓名 学号 成绩： 分（折合等级 班级 姓名 学号 成绩： 分（折合等级 ） 指导教师签字 年 月 日 一、设计目的 设计一个数字显示温度测量器电路。 二、设计要求 1、温度测量范围：20~100℃。 2、以数字形式显示温度。 3、具有调零电路。为减少或消除外界干扰，电路应具有低通功能。 三、电路的总体结构 电路基本原理： 本电路由温度检测电路，温度范围选择，数字显示部分等组成温度检测电路将温度转换成相应的电压信号，信号放大后送入比较器与预先固定电位电压比较器比较，由比较器高低电平控制A\D转换器是否工作, 并同时送入A\D转换器转换，变为数字信号进行显示。 电源电路由电源变压器，整流桥堆U，滤波电容C1，C2三端稳压集成电路IC1组成。交流220V电压经下降压UR整流， C1滤波IC1稳压后，产生+15V稳压后，产生+5V电压供给检测电路，时钟电路及显示电路。 温度检测电路由运算放大器A1~A5，电阻器R1~R11，电位器RP1,RP2, 电容C5,C6温敏电阻RT,构成温度控制电路由运算放大器?A4 ,电阻器 R13、R14组成。 显示部分由AD7106及LCD构成 1、电路的原理框图 温度检测电路信号放大电路 温度检测电路 信号放大电路 电压比较器 电源电路 数显电路 CLK信号产生 1 (1)温度检测和放大器电路 图一： 温度传感器电路和放大器电路 RT和 A1构成温度检测电路，A2和A3构成温度-电压转换电路。 温度检测信号经A1加到差分放大器A2的同相输入端，+5V电压经R10、R14和R2分压加到A2的反相输入端。调节RP1使温度为0oC时A2输出为0V。A2输出加到反相放大器A3的反相输入端，A3增益为 —(R7+ R15）/R6倍，调整R15的值温度为100oC时A3输出+10V。 这样，调整R14和R15的值，在温度为0~100oC时输出电压为0~+10V， 即输出电压与温度成比例。 （2）设计步骤 ①温度测量范围与输出电压、电源电压的确定。 温度测量范围为0~100oC， 这时输出电压为0~+10V。电路中使用电压为+15V,基准电压为+5V。+15V电压经三端稳压器78L05得到+5V基准电压。 ②热敏电阻与运算放大器的选用。 RT先用NTC型，25oC时电阻值为10KΩ ,精度为±1%，材料常数B=3900的NTHH4G39A103F02热敏电阻。运算放大器选择用户FET 输入型四运算放大器MC34084. ③补偿电阻R4的稳定。 R4使R3的输出电压相对于温度变化为线性关系，其值在0~100oC的线性温度范围内。 ④电阻R1和R2及电容C1的确定。 +5V电源电压通过R4分压为R3提供工作电压。要据热敏电阻R3的散热常用数(mW/oC)判断，热敏电阻的电路电压为0.5V。 R8阻值要足够小于(R3+R9)阻值，这里选择用68Ω。C1为滤除电源噪声的电容，选择用0.1μF/35V的陶瓷电容。 ⑤电阻R1 R2，R5, R9的确定。 R1 R2，R5, R9是使A2作为差分放大器工作的电阻，这里，差分放大器的增益为1倍，R1 R2，R5, R9都用相同的阻值10KΩ。 ⑥电阻R10和R14的确定。 这些电阻决定温度为0oC时A2输出电压为0V。0oC时A1输出电压为2.5V，令R14为100Ω用R14调整A2输出为0V，从而设定R10电阻值。这里计算得出R10阻值在250—1250之间，所以取值300 ⑦电阻R6、R7和R15的确定。 这些电阻和A3构成反相放大电路，温度为50oCA3将A2输出电压放大至5V。根据热敏电阻的特性， 50oC时A2输出电压约为-2.4V，。若将其放大至5V, 则增益约-2倍。另外，R6变为A3的输入电阻。 A2输出电流为5mA左右，因此，要比其足够小的电流来决定R6，这里，R6=10kΩ.另外，要根据奖-2.2~-2.6V电压入大至5V，即增益为了2.3~-1.9倍来决定其电阻值。 ⑧电源旁路电容C2和C5的确定。 C2和C5滤除电源电路的噪声，消除布线电感带来的影响，这里选择用户0.1μF/35V的陶瓷电容。 ⑨R14和R15的调整。