模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)--傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　模擬電子技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名： </p><p>　　班 級： </p><p

2、>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　時 間： </p><p>　　實(shí)驗(yàn)名稱 傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 同組人 </p><p>　　專業(yè)班級

3、學(xué)號 姓名 成績 </p><p>　　傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)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%

4、時輸出為-5V，誤差不超過±5%。</p><p><b>　　二、參考電路</b></p><p><b>　　三、工作原理</b></p><p>　　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。</p><p>　　<1>基準(zhǔn)電壓源：為測溫橋提供一定精

5、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(yùn)算電路結(jié)合實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　<2>測量橋：測量橋?yàn)閱螛虮垭姌?。?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。</p><p>　　<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

6、器（作為輸入緩沖器）與放大器組成。</p><p><b>　　四、參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　1、測量電橋的計(jì)算</b></p><p>　　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。</p><p>　　取V=7.5V，電橋的R1=R2

7、=100kΩ。</p><p>　　這里δ=0.02，V+=7.5V。</p><p><b>　　2、放大電路的計(jì)算</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　則對于放大器有</b>&l

8、t;/p><p>　　一般希望RY4/RY3和RY2/RY1 有相同的數(shù)量級。</p><p>　　令RY3=28.9kΩ，RY4=180kΩ，則RY4/RY3=6.228，RY2/RY1=10.195</p><p>　　若令RY2=200kΩ，則RY1=19.62kΩ</p><p>　　一般情況下，RY1是一個固定電阻串聯(lián)一個可變電阻。&l

9、t;/p><p><b>　　3、基準(zhǔn)源電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　根據(jù)基準(zhǔn)源電路有</b></p><p><b>　　得到：</b></p&g

10、t;<p>　　選RJ2=30kΩ，可得RJ1=88.1kΩ。</p><p>　　由于 </p><p>　　若取IF=1mA，則有</p><p>　　得到RJF=1.9kΩ。</p><p>　　電阻R3和R4的計(jì)算：</p><p>　　由穩(wěn)壓管開始

11、啟動的條件：</p><p>　　設(shè)VS、RJ3、RJ4組成的電路向穩(wěn)壓管提供的電流為0.2mA，</p><p>　　若流過R4的電流也為0.2mA：則由下式：</p><p>　　可得RJ4=31.5kΩ</p><p>　　因?yàn)榱鬟^RJ3電阻的電流為0.4mA，所以</p><p>　　取VS=10，得到：<

12、;/p><p><b>　　驗(yàn)證</b></p><p><b>　　五、仿真調(diào)試</b></p><p>　　1.當(dāng)r3=196kΩ</p><p>　　2.當(dāng)r3=200kΩ</p><p>　　3.當(dāng)r3=204kΩ</p><p><b>

13、;　　六、整理數(shù)據(jù) </b></p><p>　　仿真計(jì)算得到傳感器測量電橋中等效傳感電阻</p><p>　　R3為196kΩ，輸出電壓v=5.085V</p><p>　　R3為200kΩ，輸出電壓v=-582.167nV</p><p>　　R3為204k歐姆，輸出電壓v=-4.917V</p><p&g

14、t;　　由于偏差（5-4.917）/5=0.17％＜5％</p><p>　　偏差（5-5.086）/5=1.6％＜5％</p><p>　　所以經(jīng)過計(jì)算，這個電路符合設(shè)計(jì)要求，偏差為0時輸出為582.167nv，偏差為2％時r=204kΩ輸出為-4.917v</p><p>　　偏差為-2%時輸出為5.085v，誤差不超過±5%。符合設(shè)計(jì)要求。</

15、p><p><b>　　誤差產(chǎn)生的分析：</b></p><p>　　本次仿真產(chǎn)生誤差的主要原因?yàn)椋?lt;/p><p>　　1.集成運(yùn)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；</p><p>　　2.沒有對運(yùn)放進(jìn)行調(diào)零設(shè)計(jì)，僅通過電阻值的調(diào)整來調(diào)整電路性能，仍有誤差存在；</p>