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文檔簡介
1、<p><b> 傳感器課程設(shè)計</b></p><p> 題目: 利用集成溫度傳感器AD590設(shè)計電阻溫度計 </p><p> 學(xué)院: 機械與電子工程學(xué)院 </p><p> 專業(yè): 電子信息工程 <
2、;/p><p> 年級: </p><p> 班級: </p><p> 姓名: </p><p> 學(xué)號:
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……………………………………………………6</p><p> 7系統(tǒng)軟件設(shè)計…………………………………
5、…………………7</p><p> 8系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果……………………………………………7</p><p> 9測量結(jié)果分析……………………………………………………8</p><p> 10結(jié)論………………………………………………………………8</p><p> 11參考文獻…………………………………………………………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,這種熱傳感測量的方法已在工業(yè),農(nóng)業(yè),醫(yī)學(xué),自動化控制,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)計一種溫度測量裝置。</p><p> ?。?)被測溫度在室溫25℃——100℃;</p><p> (3)測量電路應(yīng)包括溫度測量電路,電壓放大電路和報警電路。</p><p>&
8、lt;b> 要求:</b></p><p> (1)部的實驗數(shù)據(jù)和曲線,完成實驗報告。</p><p> ?。?)文的形式寫出溫度傳感器的制作方法(包括設(shè)計過程以及所設(shè)計電路的電路圖)和實驗心得。</p><p> 三. 元器件參數(shù)列表</p><p> 四. 系統(tǒng)總體設(shè)計方案</p><p>
9、;<b> ?。?)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.溫度測量電路 2.電壓放大電路 3.報警電路。</p><p><b> 溫度測量電路 。</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,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)容易測得,我們需要對反應(yīng)變化的電壓輸出信號加以放大。我們采用運算放
13、大器對信號加以放大。電壓放大電路由運算放大器和電阻Ri以及Rf組成。其核心是運算放大器。</p><p> 運算放大器及其應(yīng)用簡介:</p><p> 集成運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),則可以實現(xiàn)不同的電路功能。例如,施加線性負(fù)反饋,可以實現(xiàn)放大功能,以及加減,微分,積分等模擬運算功能;施加非線性反饋,可以實現(xiàn)對數(shù),乘除等模擬運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,可以實現(xiàn)生產(chǎn)各種模擬信號的功能。</p><p> 適選擇Ri和Rf兩個電阻值以調(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> 本次實驗所用的放大器型號為:OP27.</p><p><b> 運放的反相放大器 </b></p>
15、<p><b> 運放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腳為輸出端簡單的反相放大器電路如下圖所示: </p><p><b> 三. 報警電路:</b></p><p> 報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,會發(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,線圈中就會流過一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng),銜鐵就會在電磁力的吸引下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點吸合。當(dāng)線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會在這樣吸合釋
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> 簡單原理:由于溫度的變化會引起AD590的輸出電壓有變化。輸出電壓經(jīng)過放大器放大輸出后帶動繼電器,電壓對繼電器的作用是當(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,蜂鳴器就會發(fā)出報警。</p><p><b> 六. 系統(tǒng)硬件設(shè)計</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</b></p><p> 用protelse99對電路圖進行仿真,效果圖如下:</p><
19、p> 八. 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果</p><p> 測試結(jié)果比較成功,由于沒有AD590,實驗過程中用直流電壓源代替,當(dāng)改變輸入電壓時,當(dāng)電壓達(dá)到一定程度后,經(jīng)過放大器后,使蜂鳴器的兩端電壓達(dá)到報警電壓。蜂鳴器響。</p><p><b> 九. 測量結(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,價格低,不需要輔助電源,線性好,而且電路非常簡單,所以AD590廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合:測量熱力學(xué)溫度,攝氏溫度,兩點溫差,多點溫度,多點 平均溫度的具體電路。</p><p><b> 十一.參考文獻</
21、b></p><p> 【1】 袁希光主編.傳感器手冊.北京:國防工業(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:國防工業(yè)出版社,1980</p><p> 【4】 郭振芹主編.非電量電測量.北京:中國計量出版社,198
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