二极管传感器的温度测控电路设计报告要求

扬州大学能源与动力工程学院

课程设计报告

题目：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计课程：传感器与测控电路课程实习

专业：测控技术与仪器

班级：测控07

姓名：

学号：

总目录第一部分：任务书

第二部分：课程设计报告

第三部分：设计电路图

第一部分

任

务

书

《传感器与测控电路课程实习》课程设计任务书

课题：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计

温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关，也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。随着科学技术的发展，使得测温技术迅速发展，测温范围不断拓宽，测温精度不断提高，新的温度传感器不断出现，如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。由于检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式不同，所以相应的硬件和软件也就不同。

但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》，《测控电路》，《模拟电子技术基础实验与课程设计》，《电子技术实验》等书的有关章节。

一、基于测温二极管传感器的温度测量控制电路设计简介

应用1N4148二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-65℃～200℃，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在要求的范围之内（40℃～60℃）。要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。

二、基于测温二极管传感器的温度测控电路设计的工作原理

本课题中测量控制电路组成框图如下所示：

电路工作过程为：由二极管IN4148作为温度传感器采集温度信号，经差动放大后，送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较，当温度低于控制温度下限值时，红色发光二极管亮，继电器1动作，控制加热器开始加热。当温度高于控制温度上限值时，绿色发光二极管亮，

继电器2动作，控制制冷器开始制冷。当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，继电器全断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。

注意事项

为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响，电路设计时注意不要使通过测温元件的电流超过1mA。

三、设计目的

通过设计了解如何运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的连接和调试，学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。

1、掌握传感器选择的一般设计方法；

2、掌握模拟IC器件的应用；

3、掌握测量电路的设计方法；

4、培养综合应用所学知识来指导实践的能力。

四、设计要求及技术指标

1、设计、组装、调试测控电路；

2、温度控制范围：40～60℃；

3、使用环境温度：常温

4、输出信号：二值输出控制继电器工作；

5、温度范围控制，制热和制冷指示功能；

6、非线性误差：±1％。

五、设计所用仪器及器件

1．直流稳压电源

2．万用表

3．运放LM324

4．电阻、电容若干、红、绿发光二极管

5．温度传感器1N4148

6．万能电路板

7．电烙铁等

六、日程安排

1．布置任务、查阅资料，方案设计；（2天）

根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出电路图。2．上机用EDA软件对设计电路进行模拟仿真调试；（2天）

要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。

3．电路的装配及调试；（3天）

在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。

4．总结撰写课程设计报告。（1天）

七、课程设计报告内容：

总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：

1．课程设计的目和设计的任务

2．课程设计的要求及技术指标

3．总方案的确定并画出原理框图。

4．各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写)

5．总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）。

6．电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。

7．实验结果分析，改进意见及收获。

8．体会。

八、电子电路设计的一般方法：

1．仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。

（1）设计总体方案。

（2）设计单元电路、选择传感器、测量电路元器件、根据需要调整总体方案

（3）计算电路（元件）参数。

（4）绘制总体电路初稿

（5）上机在EDB（或EDA）电路实验仿真。

（6）绘制总体电路。

2．明确电路图设计的基本要求进行电路设计。并上机在EDB（或EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，

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