1、 成績(chngj)評(píng)定： 傳感器技術(shù)(jsh) 課程設(shè)計(jì) 題 目 電子溫度計(jì)測量(cling)通道設(shè)計(jì) 摘要傳感器是一種以一定的精度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有一定確定對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置。這一概念包含了四個(gè)方面的含義：傳感器是測量裝置，能完成信號(hào)獲取任務(wù)；它的輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；它的輸出(shch)量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量；輸出輸入有對應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確度。檢測技術(shù)是以研究自動(dòng)檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一門(y mn)應(yīng)用技

2、術(shù)學(xué)科。廣義的講，檢測技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)四個(gè)支柱之一，從信息科學(xué)角度考察，檢測技術(shù)任務(wù)為：尋找與自然信息具有對應(yīng)關(guān)系的種種表現(xiàn)形式的信號(hào)，以及二者間的定性、定量關(guān)系；從反應(yīng)某一信息的多種信號(hào)表現(xiàn)中挑選出在所處條件下最為合適的表現(xiàn)形式，以及尋求最佳的采集、變換、處理、傳輸、存儲(chǔ)、顯示等的方法和相應(yīng)的設(shè)備。溫度是表征物體或系統(tǒng)的冷熱程度的物理量。溫度單位(dnwi)是國際單位制中七個(gè)基本單位之一。從能量角度來看，溫度是描述系統(tǒng)不同自由度間能量分配狀況的物理量；從熱平衡觀點(diǎn)來看，溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量；從分子物理學(xué)角度來看，溫度反映了系統(tǒng)內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度檢測方法一般可以

3、分為接觸法測量和非接觸法測量。各種溫度檢測方法各有自己的特點(diǎn)和各自的測溫范圍，不同的被測物需要有不同的測量元件和測量方法。本次設(shè)計(jì)一個(gè)電子溫度計(jì)用于環(huán)境溫度檢測（本設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)前向通道），根據(jù)測溫范圍自己選擇傳感器型號(hào)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)處理電路(dinl)，將測量信號(hào)轉(zhuǎn)化為15V DC信號(hào)。將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出，根據(jù)測量的溫度，輸出不同的電壓；電路板焊接后，采用萬用表檢測輸出電壓值即可。技術(shù)要求(yoqi):測溫范圍： -50150；信號(hào)輸出：15VDC，通過(tnggu)萬用表顯示測量值，或采用現(xiàn)成的顯示儀表顯示測量值。傳感器（敏感元件）：晶體管溫度傳感器。關(guān)鍵詞：溫度 電壓 萬用表目

4、錄TOC o 1-2 u 一 、設(shè)計(jì)(shj)目的1二、設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)與要求12.1設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)12.2設(shè)計(jì)要求1三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析23.1設(shè)計(jì)方法23.2設(shè)計(jì)步驟33.3設(shè)計(jì)原理分析4四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)7五、參考文獻(xiàn)8 TOC o 1-2 h z u 單相電流跟蹤型逆變器傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)PAGE 4 PAGE 9一 、設(shè)計(jì)(shj)目的 在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要進(jìn)行環(huán)境溫度的檢測與顯示(xinsh)。設(shè)計(jì)一個(gè)電子溫度計(jì)用于環(huán)境溫度檢測（本設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)前向通道），根據(jù)測溫范圍自己選擇傳感器型號(hào)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)處理電路，將測量信號(hào)轉(zhuǎn)化為DC信號(hào)。將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出

5、，根據(jù)(gnj)測量的溫度，輸出不同的電壓；電路板焊接后，采用萬用表檢測輸出電壓值即可。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)測溫范圍自己選擇傳感器型號(hào)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)處理電路，將測量信號(hào)轉(zhuǎn)化為DC信號(hào)。將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出，根據(jù)測量的溫度，輸出不同的電壓；電路板焊接后，采用萬用表檢測輸出電壓值即可。2.2設(shè)計(jì)要求技術(shù)要求:測溫范圍： -50150；信號(hào)輸出：DC，通過萬用表顯示測量值，或采用現(xiàn)成的顯示儀表顯示測量值。傳感器（敏感元件）：晶體管溫度傳感器。 三、設(shè)計(jì)(shj)步驟及原理分析3.1設(shè)計(jì)(shj)方法電子溫度測量通道設(shè)計(jì)就是將信號(hào)進(jìn)行采集，不需要做計(jì)算或數(shù)據(jù)處理，但本次設(shè)計(jì)需

6、要輸出的是15V的電壓(diny)信號(hào)，所以將輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。由此可以通過溫度傳感器將溫度信號(hào)進(jìn)行采集，傳感器輸出的是電流信號(hào)，然后通過電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，將420mA電流轉(zhuǎn)換為15V的電壓信號(hào)，即可完成題目設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)方框圖如圖3.1所示。溫度傳感器電流/電壓轉(zhuǎn)換電路圖3.1 電子溫度計(jì)測量通道設(shè)計(jì)系統(tǒng)方框圖3.2設(shè)計(jì)(shj)步驟傳感器需要檢測(jin c)的溫度范圍是-50150的晶體管溫度傳感器，所以在這次的設(shè)計(jì)中我選用(xunyng)的是集成溫度傳感器AD590。AD590的主特性參數(shù)如下：工作電壓：430V；工作溫度：55150；保存溫度：65175；正向電壓：44V；

7、反向電壓：20V；焊接溫度（10秒）：300；靈敏度：1AK。我認(rèn)為集成溫度傳感器。AD590滿足本次設(shè)計(jì)要求。集成溫度傳感器AD590電路原理圖如圖3.2所示。圖3.2 集成(j chn)溫度傳感器AD590電路原理圖3.3設(shè)計(jì)(shj)原理分析(fnx) AD590 是種新型的二端溫度傳感集成電路, 它具有良好的互換性和線性。在電壓增加電流趨于飽和的正常工作狀態(tài)下, 其輸出電流主要由溫度決定, 當(dāng)溫度增加時(shí), 輸出電流隨溫度線性增加, 反之線性減少; 而電源電壓從13 v 變到1 5 V, 電流也只有1 產(chǎn)A 以下略微變化, 所以AD590 具有消除電源波動(dòng)的特性。由于具有以上優(yōu)點(diǎn), 它被

8、廣泛地應(yīng)用于各種溫度測量, 且測量精度高, 使用方便。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路用于將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之成一定關(guān)系的輸出(shch)電壓信號(hào)。在此次設(shè)計(jì)中將傳感器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成題目要求的電壓信號(hào)。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路如圖3.3所示。圖3.3 電流/電壓轉(zhuǎn)換(zhunhun)電路 圖3.4電子(dinz)溫度計(jì)設(shè)計(jì)圖電子溫度計(jì)測量通道(tngdo)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算電子溫度計(jì)測量通道的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算主要集中在電流與電壓的轉(zhuǎn)換部分，傳感器采集的信號(hào)需要(xyo)經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換才能滿足設(shè)計(jì)中輸出15V的電壓信號(hào)。故參數(shù)計(jì)算如下：因?yàn)長F-411運(yùn)算放大器為理想運(yùn)算放大器，所以：由虛短得 QUOTE ； 由虛

9、斷得 QUOTE ；即得到 QUOTE (1) QUOTE (2)由（1），（2）式可得 QUOTE 當(dāng) QUOTE 時(shí)， QUOTE 所以(suy)有： QUOTE QUOTE 取 QUOTE ， QUOTE k， QUOTE k， QUOTE k，得 QUOTE 。故調(diào)整(tiozhng)電位器RP，使 QUOTE ，則當(dāng) QUOTE 時(shí)，可求得 QUOTE 四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)(xioji)與體會(huì)作為一名電子學(xué)院、電氣自動(dòng)化專業(yè)一位大二的學(xué)生，我覺得能做類似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義，而且是十分必要的。 在已度過的大二的上半個(gè)學(xué)期里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課

10、的理論面，如何去鍛煉我們的實(shí)踐面？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的資料和設(shè)計(jì)手冊了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱電氣設(shè)計(jì)手冊是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是未來的工程師，我們是在做設(shè)計(jì)時(shí)一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無法升級(jí)為設(shè)計(jì)?？傮w來說在本次設(shè)計(jì)的過程中，我收獲了很多，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)不少的問題，雖然以前做過這樣的電路設(shè)計(jì)但這次設(shè)計(jì)真的讓我長進(jìn)了很多，也讓我真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們

11、所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。五、參考文獻(xiàn)1 張國雄。測控電路。機(jī)械(jxi)工業(yè)出版社，2008.7。2 宋文緒，楊帆。傳感器與檢測(jin c)技術(shù)。高等教育出版社，2007.12。3 李科杰。新編傳感器技術(shù)(jsh)手冊。國防工業(yè)出版社，2002。4 康華光。電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）。高等教育出版社，2006.1。5 李剛，林凌?，F(xiàn)代測控電路。高等教育出版社，2004。6 孫傳友，孫曉斌，李勝玉。測控電路及裝置。北京航空航天大學(xué)出版社，2002。7 王成華，盤雙來，江愛華。電路與模擬電子學(xué)。北京科學(xué)出版社，2003。8 王元慶。新型傳感器原理與應(yīng)用。機(jī)械工業(yè)出版社，2002。9 蔡萍?，F(xiàn)代檢測技術(shù)與系統(tǒng)。高等教育出版社，2002。10 常建。檢測與轉(zhuǎn)