模電課程設(shè)計(jì)--溫度測試電路 (2)

1、<p>　　《課程名稱》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　學(xué) 院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：電子信息工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>

2、;　　學(xué) 號： </p><p>　　20 11年 12 月23 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1. 課程設(shè)計(jì)目的2</p><p>　　2. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)和要求2</p><p><b>　　3.

3、設(shè)計(jì)內(nèi)容3</b></p><p>　　4. 元器件清單3</p><p><b>　　5. 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　6．參考書目</b></p><p><b>　　1. 課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　

4、1) 結(jié)合所學(xué)的電子電路的理論知識完成《溫度測量電路》課程設(shè)計(jì)；</p><p>　　2）通過該設(shè)計(jì)學(xué)會并掌握常用電子元器件的選擇和使用方法；</p><p>　　3）提高自己綜合分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　2. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p><b>　　2.1課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p&

5、gt;<p>　　測量某處的溫度值并轉(zhuǎn)換為0～5V的電壓。</p><p><b>　　2.2課程設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　(1) 溫度測量范圍：－40℃~+125℃。(2) 靈敏度：1mV/ ℃。(3) 測量精度：±1℃。(4) 工作電壓：±5V。</p><p>　　3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容<

6、;/p><p>　　3.1課程設(shè)計(jì)方案選擇及說明</p><p>　　首先，應(yīng)該把溫度測量信號通過溫度傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過放大電路對電信號進(jìn)行放大，完成題目要求。其整體電路框圖如下所示：</p><p>　　其中，溫度傳感器的選擇如下：</p><p>　　方案一：采用二極管做溫度傳感器</p><p>　　晶體二

7、極管或三極管的PN結(jié)的結(jié)電壓是隨溫度而變化的。例如硅管的PN結(jié)的結(jié)電壓在溫度每升高1℃時(shí)，下降-2mV，利用這種特性，一般可以直接采用二極管（如玻璃封裝的開關(guān)二極管1N4148）或采用硅三極管（可將集電極和基極短接）接成二極管來做PN結(jié)溫度傳感器。這種傳感器有較好的線性，尺寸小，其熱時(shí)間常數(shù)為0.2—2秒，靈敏度高。測溫范圍為-50~+150℃。</p><p>　　方案二：用可編程器件DS18B20做溫度傳感器

8、</p><p>　　DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來組成一個(gè)測溫系統(tǒng)，線路簡單，十分方便。 DS18B20產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。</p><p>　　在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號。</p><p&

9、gt;　　實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測溫。</p><p>　　測量溫度范圍在－55℃到＋125℃之間。</p><p>　　數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。</p><p>　　內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。</p><p>　　但是18B20需要單片機(jī)軟件控制，與本次設(shè)計(jì)要求不符。</p><p

10、>　　方案三：用LM35做溫度傳感器</p><p>　　LM35是一種得到廣泛使用的溫度傳感器。由于它采用內(nèi)部補(bǔ)償，所以輸出可以從0℃開始。在上述電壓范圍以內(nèi)，芯片從電源吸收的電流幾乎是不變的（約50μA），所以芯片自身幾乎沒有散熱的問題。這么小的電流也使得該芯片在某些應(yīng)用中特別適合，比如在電池供電的場合中，輸出可以由第三個(gè)引腳取出，根本無需校準(zhǔn)。</p><p>　　LM35集成

11、溫度傳感器是利用一個(gè)熱電偶檢測相應(yīng)的溫度，熱電偶是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如下圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)工作的。</p><p>　　綜上所述，選擇LM35作為溫度傳感器是最合適的，但由于所學(xué)有限，且對于二極管的特性和構(gòu)造更加熟悉，我們決定采

12、用方案一，即用玻璃封裝的開關(guān)二極管1N4148作為溫度傳感器。</p><p>　　3.2各個(gè)單元電路的工作原理</p><p>　　轉(zhuǎn)換電路：將二極管IN4148采集的溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號。</p><p>　　差動(dòng)放大器：由于電信號非常微弱，需要將電信號放大處理。</p><p><b>　　總電路圖：</b><