太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計模擬電子技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計題目：傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計姓名：班級：學(xué)號：指導(dǎo)教師：時間：……裝………訂…………線……………裝………訂…………線………專業(yè)班級學(xué)號姓名成績傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計一、設(shè)計要求：設(shè)計一個放大器系統(tǒng)，當(dāng)電阻值變化±2%時，放大電路能夠產(chǎn)生±5V的輸出電壓。要求偏差為0時輸出為0，偏差為2%時輸出為5V，偏差為-1%時輸出為-5V，誤差不超過±5%。二、參考電路三、工作原理本傳感器系統(tǒng)電路由三部分組成：基準(zhǔn)電壓源電路、測量橋和放大電路。<1>基準(zhǔn)電壓源：為測溫橋提供一定精度要求的7.5V基準(zhǔn)電壓，采用5.6V穩(wěn)壓管與同相比例運算電路結(jié)合實現(xiàn)。<2>測量橋：測量橋為單橋臂電橋。當(dāng)電阻應(yīng)變片在受到外力作用下而發(fā)生機(jī)械形變時，測溫阻值將在（200±1%）Ω范圍內(nèi)發(fā)生變化。<3>放大電路：放大電路用于將測溫橋的微小電壓變化（ΔV）放大，使其滿足輸出電壓的要求。放大電路采用兩個同相電壓跟隨器（作為輸入緩沖器）與放大器組成。四、參數(shù)計算1、測量電橋的計算式中V+是電橋的基準(zhǔn)電壓。由于Vo1與電壓V成正比，因此V應(yīng)該由基準(zhǔn)電壓源電路提供。取V=7.5V，電橋的R1=R2=100kΩ。這里δ=0.02，V+=7.5V。2、放大電路的計算如果對于Vo1=0.0375V時，輸出電壓為8V，則有放大倍數(shù)為8/0.0375=213.3倍。則對于放大器有一般希望RY4/RY3和RY2/RY1有相同的數(shù)量級。令RY3=28.9kΩ，RY4=180kΩ，則RY4/RY3=6.228，RY2/RY1=10.195若令RY2=200kΩ，則RY1=19.62kΩ一般情況下，RY1是一個固定電阻串聯(lián)一個可變電阻。3、基準(zhǔn)源電路設(shè)計基準(zhǔn)源輸出電壓為V+=7.5V，穩(wěn)壓管電壓為5.6V，取穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流為1~1.2mA。根據(jù)基準(zhǔn)源電路有得到：選RJ2=30kΩ，可得RJ1=88.1kΩ。由于若取IF=1mA，則有得到RJF=1.9kΩ。電阻R3和R4的計算：由穩(wěn)壓管開始啟動的條件：設(shè)VS、RJ3、RJ4組成的電路向穩(wěn)壓管提供的電流為0.2mA，若流過R4的電流也為0.2mA：則由下式：可得RJ4=31.5kΩ因為流過RJ3電阻的電流為0.4mA，所以取VS=10，得到：驗證五、仿真調(diào)試1.當(dāng)r3=196kΩ2.當(dāng)r3=200kΩ3.當(dāng)r3=204kΩ六、整理數(shù)據(jù)仿真計算得到傳感器測量電橋中等效傳感電阻R3為196kΩ，輸出電壓v=5.085VR3為200kΩ，輸出電壓v=-582.167nVR3為204k歐姆，輸出電壓v=-4.917V由于偏差（5-4.917）/5=0.17％＜5％偏差（5-5.086）/5=1.6％＜5％所以經(jīng)過計算，這個電路符合設(shè)計要求，偏差為0時輸出為582.167nv，偏差為2％時r=204kΩ輸出為-4.917v偏差為-2%時輸出為5.085v，誤差不超過±5%。符合設(shè)計要求。誤差產(chǎn)生的分析：本次仿真產(chǎn)生誤差的主要原因為：1.集成運放的輸入電阻并非無窮大，輸入電阻，輸出電組，失調(diào)電流，失調(diào)電壓等會造成誤差；2.