傳感器課程設(shè)計(jì)--利用集成溫度傳感器ad590設(shè)計(jì)電阻溫度計(jì)

1、<p><b>　　傳感器課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目: 利用集成溫度傳感器AD590設(shè)計(jì)電阻溫度計(jì) </p><p>　　學(xué)院: 機(jī)械與電子工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè): 電子信息工程 <

2、;/p><p>　　年級(jí): </p><p>　　班級(jí)： </p><p>　　姓名: </p><p>　　學(xué)號(hào):

3、 </p><p>　　指導(dǎo)教師: </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 前言………………………………………………………………1</p><p>　　2 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求…………………………………………………1</p><p>　　3 元器件

4、參數(shù)列表…………………………………………………3</p><p>　　4系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案………………………………………………4</p><p>　　5系統(tǒng)工作原理……………………………………………………5</p><p>　　6系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………………………………………6</p><p>　　7系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)…………………………………

5、…………………7</p><p>　　8系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果……………………………………………7</p><p>　　9測(cè)量結(jié)果分析……………………………………………………8</p><p>　　10結(jié)論………………………………………………………………8</p><p>　　11參考文獻(xiàn)…………………………………………………………8</p

6、><p><b>　　一.前言</b></p><p>　　物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的現(xiàn)象稱為熱電阻效應(yīng)。某些金屬如銅，鉑以及半導(dǎo)體材料的電阻都具有隨溫度而改變的現(xiàn)象。在一定的溫度范圍內(nèi)，可以根據(jù)其電阻值隨溫度而變化的特性，制作溫度計(jì)，這種熱傳感測(cè)量的方法已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，醫(yī)學(xué)，自動(dòng)化控制，通信，家電等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　二.

7、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</p><p><b>　　內(nèi)容：</b></p><p>　?。?） 根據(jù)AD590工作原理，設(shè)計(jì)一種溫度測(cè)量裝置。</p><p>　　（2）被測(cè)溫度在室溫25℃——100℃；</p><p>　　（3）測(cè)量電路應(yīng)包括溫度測(cè)量電路，電壓放大電路和報(bào)警電路。</p><p>&

8、lt;b>　　要求：</b></p><p>　　（1）部的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。</p><p>　?。?）文的形式寫出溫度傳感器的制作方法（包括設(shè)計(jì)過(guò)程以及所設(shè)計(jì)電路的電路圖）和實(shí)驗(yàn)心得。</p><p>　　三. 元器件參數(shù)列表</p><p>　　四. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>

9、;<b>　　（1）電路組成</b></p><p>　　參考電路如圖所示： </p><p>　　電路由三部分構(gòu)成：1.溫度測(cè)量電路 2.電壓放大電路 3.報(bào)警電路。</p><p><b>　　溫度測(cè)量電路 。</b></p><p>　　電路部分由AD590以及電阻R1,R2組成。其中最核心的

10、原件是集成溫度傳感器AD590。</p><p>　　AD590是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：</p><p>　　流過(guò)器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度度數(shù)，</p><p><b>　　即： mA/K </b></p><p>　　式中： —流過(guò)器件（AD590）的電流

11、，單位為mA； T—熱力學(xué)溫度，單位為K。 2、AD590的測(cè)溫范圍為-55℃～+150℃。 3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流 變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 4、輸出電阻為710MW。 5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為

12、77;0.3℃.</p><p><b>　　(a)封裝形式</b></p><p><b>　　二 電壓放大電路</b></p><p>　　由上可知，外界環(huán)境溫度變化1K時(shí)，AD590輸出變化1mv，由于電壓變化較小，只有1mv/K，故為使得溫度變化效應(yīng)容易測(cè)得，我們需要對(duì)反應(yīng)變化的電壓輸出信號(hào)加以放大。我們采用運(yùn)算放

13、大器對(duì)信號(hào)加以放大。電壓放大電路由運(yùn)算放大器和電阻Ri以及Rf組成。其核心是運(yùn)算放大器。</p><p>　　運(yùn)算放大器及其應(yīng)用簡(jiǎn)介：</p><p>　　集成運(yùn)放是高增益的放大器。若在它的輸入輸出之間加上反饋網(wǎng)絡(luò)，則可以實(shí)現(xiàn)不同的電路功能。例如，施加線性負(fù)反饋，可以實(shí)現(xiàn)放大功能，以及加減，微分，積分等模擬運(yùn)算功能；施加非線性反饋，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)，乘除等模擬運(yùn)算功能以及非線性變換功能：施加線

14、性或非線性反饋，或?qū)⒄?，?fù)兩種反饋結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)各種模擬信號(hào)的功能。</p><p>　　適選擇Ri和Rf兩個(gè)電阻值以調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。輸出電壓V0與加在Ri段的輸入電壓Vi之間滿足：V0=-Rf/Ri*Vi。</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)所用的放大器型號(hào)為：OP27.</p><p><b>　　運(yùn)放的反相放大器 </b></p>

15、<p><b>　　運(yùn)放OP27介紹：</b></p><p>　　其中2腳為反相輸入端，3腳為同相輸入端，4腳接-Vs接負(fù)15V電壓，7腳接+Vs接正15V電壓，6腳為輸出端簡(jiǎn)單的反相放大器電路如下圖所示： </p><p><b>　　三. 報(bào)警電路：</b></p><p>　　報(bào)警電路由繼電器和蜂鳴器

16、組成。</p><p>　　所謂蜂鳴器，就是當(dāng)其在兩端加上合適的電壓時(shí)，會(huì)發(fā)出“滴”響聲的小元器件。</p><p>　　電磁式繼電器一般由鐵芯，線圈，銜鐵，觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力的吸引下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在這樣吸合釋

17、放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通，切斷的目的.</p><p>　　五. 系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　簡(jiǎn)單原理：由于溫度的變化會(huì)引起AD590的輸出電壓有變化。輸出電壓經(jīng)過(guò)放大器放大輸出后帶動(dòng)繼電器，電壓對(duì)繼電器的作用是當(dāng)電壓到達(dá)一定值以后，繼電器使得蜂鳴器的回路導(dǎo)通，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警。</p><p><b>　　六. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b&g

18、t;</p><p>　　按此電路接好連線，適當(dāng)調(diào)整電路中電阻值得工作電阻，使得電壓放大適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，然后接通電源。適當(dāng)改變傳感器的溫度，觀察變化。求的電路的工作參數(shù)，和結(jié)果。并做記錄。</p><p><b>　　七. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　用protelse99對(duì)電路圖進(jìn)行仿真，效果圖如下：</p><

19、p>　　八. 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果</p><p>　　測(cè)試結(jié)果比較成功，由于沒(méi)有AD590，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用直流電壓源代替，當(dāng)改變輸入電壓時(shí)，當(dāng)電壓達(dá)到一定程度后，經(jīng)過(guò)放大器后，使蜂鳴器的兩端電壓達(dá)到報(bào)警電壓。蜂鳴器響。</p><p><b>　　九. 測(cè)量結(jié)果分析</b></p><p>　　在室溫到100℃的溫度變化范圍內(nèi)，輸出電壓V0

20、隨溫度變化基本呈線性變化。</p><p><b>　　十.總結(jié)</b></p><p>　　由于AD590精度高，價(jià)格低，不需要輔助電源，線性好，而且電路非常簡(jiǎn)單，所以AD590廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場(chǎng)合：測(cè)量熱力學(xué)溫度，攝氏溫度，兩點(diǎn)溫差，多點(diǎn)溫度，多點(diǎn) 平均溫度的具體電路。</p><p><b>　　十一.參考文獻(xiàn)</

21、b></p><p>　　【1】 袁希光主編.傳感器手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1986</p><p>　　【2】李科杰.傳感技術(shù).北京：北京理工大學(xué)出版社，1989</p><p>　　【3】南航.北航合編.傳感器原理.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1980</p><p>　　【4】 郭振芹主編.非電量電測(cè)量.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，198