課程設(shè)計(jì)---數(shù)顯溫度測(cè)量器裝置

1、<p>　　電 子 課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　題目： 數(shù)顯溫度測(cè)量器裝置</p><p>　　系 別： 電氣與電子工程系</p><p><b>　　專 業(yè)</b></p><p><b>　　姓 名</b></p><p><b

2、>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　成績(jī)?cè)u(píng)定·</b></p><p>　　一、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量、答辯情況及其平時(shí)表現(xiàn)綜合評(píng)定）。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)

3、成績(jī)?cè)u(píng)定</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字顯示溫度測(cè)量器電路。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、溫度測(cè)量范圍：20~100℃。</p><p>　　2、以數(shù)字形式顯

4、示溫度。</p><p>　　3、具有調(diào)零電路。為減少或消除外界干擾，電路應(yīng)具有低通功能。</p><p>　　三、電路的總體結(jié)構(gòu) </p><p><b>　　電路基本原理：</b></p><p>　　本電路由溫度檢測(cè)電路，溫度范圍選擇，數(shù)字顯示部分等組成溫度檢測(cè)電路將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，信號(hào)放大后送入比較

5、器與預(yù)先固定電位電壓比較器比較，由比較器高低電平控制A\D轉(zhuǎn)換器是否工作, 并同時(shí)送入A\D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)進(jìn)行顯示。</p><p>　　電源電路由電源變壓器，整流橋堆U，濾波電容C1，C2三端穩(wěn)壓集成電路IC1組成。交流220V電壓經(jīng)下降壓UR整流， C1濾波IC1穩(wěn)壓后，產(chǎn)生+15V穩(wěn)壓后，產(chǎn)生+5V電壓供給檢測(cè)電路，時(shí)鐘電路及顯示電路。</p><p>　　溫度檢測(cè)電路由運(yùn)

6、算放大器A1~A5，電阻器R1~R11，電位器RP1,RP2, 電容C5,C6溫敏電阻RT,構(gòu)成溫度控制電路由運(yùn)算放大器 A4 ,電阻器 R13、R14組成。 </p><p>　　顯示部分由AD7106及LCD構(gòu)成</p><p><b>　　1、電路的原理框圖</b></p><p&g

7、t;<b>　　四、各部分電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1 (1)溫度檢測(cè)和放大器電路</p><p>　　圖一： 溫度傳感器電路和放大器電路</p><p>　　RT和 A1構(gòu)成溫度檢測(cè)電路，A2和A3構(gòu)成溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路。 溫度檢測(cè)信號(hào)經(jīng)A1加到差分放大器A2的同相輸入端，+5V電壓經(jīng)R10、R14和R2分壓加到A2的反相輸入端。

8、調(diào)節(jié)RP1使溫度為0oC時(shí)A2輸出為0V。A2輸出加到反相放大器A3的反相輸入端，A3增益為</p><p>　　—(R7+ R15）/R6倍，調(diào)整R15的值溫度為100oC時(shí)A3輸出+10V。 這樣，調(diào)整R14和R15的值，在溫度為0~100oC時(shí)輸出電壓為0~+10V， 即輸出電壓與溫度成比例。</p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)步驟</b></p>

9、;<p>　?、贉囟葴y(cè)量范圍與輸出電壓、電源電壓的確定。</p><p>　　溫度測(cè)量范圍為0~100oC， 這時(shí)輸出電壓為0~+10V。電路中使用電壓為+15V,基準(zhǔn)電壓為+5V。+15V電壓經(jīng)三端穩(wěn)壓器78L05得到+5V基準(zhǔn)電壓。</p><p>　?、跓崦綦娮枧c運(yùn)算放大器的選用。</p><p>　　RT先用NTC型，25oC時(shí)電阻值為10KΩ

10、 ,精度為±1%，材料常數(shù)B=3900的NTHH4G39A103F02熱敏電阻。運(yùn)算放大器選擇用戶FET 輸入型四運(yùn)算放大器MC34084.</p><p>　　③補(bǔ)償電阻R4的穩(wěn)定。</p><p>　　R4使R3的輸出電壓相對(duì)于溫度變化為線性關(guān)系，其值在0~100oC的線性溫度范圍內(nèi)。</p><p>　　④電阻R1和R2及電容C1的確定。</p

11、><p>　　+5V電源電壓通過(guò)R4分壓為R3提供工作電壓。要據(jù)熱敏電阻R3的散熱常用數(shù)(mW/oC)判斷，熱敏電阻的電路電壓為0.5V。 R8阻值要足夠小于(R3+R9)阻值，這里選擇用68Ω。C1為濾除電源噪聲的電容，選擇用0.1μF/35V的陶瓷電容。</p><p>　?、蓦娮鑂1 R2，R5, R9的確定。</p><p>　　R1 R2，R5, R9是使A2

12、作為差分放大器工作的電阻，這里，差分放大器的增益為1倍，R1 R2，R5, R9都用相同的阻值10KΩ。</p><p>　?、揠娮鑂10和R14的確定。</p><p>　　這些電阻決定溫度為0oC時(shí)A2輸出電壓為0V。0oC時(shí)A1輸出電壓為2.5V，令R14為100Ω用R14調(diào)整A2輸出為0V，從而設(shè)定R10電阻值。這里計(jì)算得出R10阻值在250—1250之間，所以取值300</

13、p><p>　　⑦電阻R6、R7和R15的確定。</p><p>　　這些電阻和A3構(gòu)成反相放大電路，溫度為50oCA3將A2輸出電壓放大至5V。根據(jù)熱敏電阻的特性， 50oC時(shí)A2輸出電壓約為-2.4V，。若將其放大至5V, 則增益約-2倍。另外，R6變?yōu)锳3的輸入電阻。</p><p>　　A2輸出電流為5mA左右，因此，要比其足夠小的電流來(lái)決定R6，這里，R6=1

14、0kΩ.另外，要根據(jù)獎(jiǎng)-2.2~-2.6V電壓入大至5V，即增益為了2.3~-1.9倍來(lái)決定其電阻值。</p><p>　?、嚯娫磁月冯娙軨2和C5的確定。</p><p>　　C2和C5濾除電源電路的噪聲，消除布線電感帶來(lái)的影響，這里選擇用戶0.1μF/35V的陶瓷電容。</p><p>　?、酭14和R15的調(diào)整。</p><p>　　開

15、始將(R6+R15)調(diào)到最大值，之后在溫度為0oC時(shí)調(diào)節(jié)Rp1使A3輸出電壓為0V。其次，調(diào)節(jié)Rp2當(dāng)溫度為50oC時(shí)使A3輸出電壓為+5V。這樣，輸出電壓與溫度成比例。</p><p>　　⑩電阻R11,R12的確定。</p><p>　　由A4,R11,R12構(gòu)成單限幅電壓比較器，由于20oC時(shí)，電壓U0=2V</p><p>　　元器件選擇擇：R1~R6,均選

16、擇用金屬臘電阻。</p><p>　　RP1~RP2選小型合成膜電位器</p><p>　　VB選N4007整流二極管</p><p>　　VR由4只N4007橋接</p><p><b>　　2、電壓比較器電路</b></p><p>　　由A4,R13,R14構(gòu)成單限幅電壓比較器，固定R13電

17、位為+5V通過(guò)與放大后的電壓信號(hào)比較并通過(guò)穩(wěn)壓二極管進(jìn)行限幅，由此產(chǎn)生的高電平作為A\D轉(zhuǎn)換器的工作電平,低于Ut=20V時(shí)A\D轉(zhuǎn)換器不工作</p><p>　　3、A\D轉(zhuǎn)換電路和譯碼顯示電路</p><p>　　ICL7106是一種3.5位A/D轉(zhuǎn)換器。采用40腳DIP封裝形式，其管腳排列如圖2。 ：</p><p>　　1腳，Vcc為電源正極。&l

18、t;/p><p>　　2~8腳，d1, c1, b1, a1, f1, g1, e1為“個(gè)|”位的7段碼輸出。 9~14 ，25腳，d2 ,c2 ,b2 ,a2 ,f2 ,e2 ,g2 為“十”位的7段碼輸出。15~18， 22~24腳， d3， b3， f3， e3， g3， a3， c3 為“百” 位的7段碼輸出。 19腳， a4， b4 為“千”位的a段碼和 b段碼， 因?yàn)椤扒А恢伙@示”1“，所以將顯示器

19、的a段和 b段連接在一起， 有19腳驅(qū)動(dòng)。 </p><p>　　20腳， POL為負(fù)極性顯示驅(qū)動(dòng)端。</p><p>　　21腳， BP為液晶顯示器的背面公共電極的驅(qū)動(dòng)端， 簡(jiǎn)稱“背極板”。</p><p>　　26腳， Vss 為電源負(fù)極。</p><p>　　27腳， INT 為積分器外接積分電容

20、的輸入端。</p><p>　　28腳， BUFE 為緩沖器的輸出端， 外接積分電阻。</p><p>　　29腳， CAZ 為 外界自動(dòng)調(diào)零電容。</p><p>　　30腳， IN-為模擬信號(hào)（被測(cè)信號(hào)）的負(fù)極輸入端。</p><p>　　31腳， IN+為模擬信號(hào)的正極輸入端。</p><p>　　32腳， CO

21、M為模擬地。</p><p>　　33. 34腳， CREF-,CREF+為外接基準(zhǔn)電容端。</p><p>　　35，36腳， VREF-,VREF+為基準(zhǔn)電壓的負(fù)極，正極輸入端。</p><p>　　37 腳， TEST為邏輯電路的共用地段， 由于ICL7106的數(shù)字地（GND）未引出，可以將TEST端視為數(shù)字地。</p><p>　　3

22、8~40 腳， OSC1, OSC2, OSC3 為外接震蕩電阻和電熔端， 外接阻容原件可構(gòu)成兩級(jí)反相式阻容振蕩器，。 所采采用的典型時(shí)鐘頻率為48Khz.</p><p>　　該數(shù)字電壓表的基本量程為 Vm=200Mv. R2 和 R3 構(gòu)成基準(zhǔn)電壓分壓器，調(diào)節(jié)R2使VREF=Vm/2=100MV, 滿量程既定為200 Mv.， 二者成1：2的關(guān)系。R1, C1 為時(shí)鐘振蕩器的的RC網(wǎng)絡(luò)；R4, C3為輸

23、入端阻容濾波電路，，可以提高儀器的抗外界的干擾能力。 C2, C4 分別為基準(zhǔn)電容和自動(dòng)調(diào)零容：；R5, C5 分別是積分電阻和積分電容。</p><p><b>　　五、整體電路圖</b></p><p><b>　　見附圖。</b></p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p&g

24、t;<p>　　1、設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問題及解決方法</p><p>　　感覺這次課程設(shè)計(jì)中碰到的問題主要是由于對(duì)知識(shí)的掌握不夠牢固，像在放大器的使用過(guò)程中我們一度陷入混亂，這些都是我們學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容，本來(lái)感覺掌握的還是不錯(cuò)的，但是真正的使用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)不太了解，最后還是得一點(diǎn)一點(diǎn)的查詢課本才解決。這次設(shè)計(jì)讓我了解到，知識(shí)不溫習(xí)，使用起來(lái)就會(huì)生疏，以后，要多溫習(xí)功課。</p><p&

25、gt;<b>　　2. 設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　首先我們由衷感謝老師提供給我們這樣一個(gè)鍛煉自己的機(jī)會(huì)，讓我們第一次感受到學(xué)來(lái)的知識(shí)不只是用來(lái)完成試卷的。 </p><p>　　其次我們?cè)谕瓿烧n程設(shè)計(jì)的過(guò)程中體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作的樂趣。一向慣于“獨(dú)立思考”的我們學(xué)會(huì)了積極的同團(tuán)隊(duì)成員交流，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步?！蔼?dú)學(xué)而無(wú)友則孤陋而寡聞”，只有和同學(xué)多交流多學(xué)習(xí)才

26、能不斷的提高自身水平。 </p><p>　　最后，也是最重要的一點(diǎn)，我們學(xué)會(huì)了一種快速有效的學(xué)習(xí)方法。以往的學(xué)習(xí)都是老師講學(xué)生記，不懂得地方就靠解答大量習(xí)題幫助記憶，學(xué)習(xí)的主要目的是通過(guò)最后的考試。課程設(shè)計(jì)使我們發(fā)現(xiàn)考試真的并不是最重要，最重要的是能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們突破了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，把被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。不再是用學(xué)到的知識(shí)解題，而是在實(shí)際運(yùn)用時(shí)遇到什么學(xué)什么，重在把知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際

27、。</p><p>　　總之，這學(xué)期的課程設(shè)計(jì)，讓我們學(xué)到了很多，受益匪淺。</p><p><b>　　3、對(duì)設(shè)計(jì)的建議</b></p><p>　　這門課能很好的培養(yǎng)大家的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神,是一種很好的課程改革方式,我們支持繼續(xù)開展下去。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b>&