电子技术课程设计报告 新 全

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1、电子技术课程设计报告（电子测温计）姓名：学号：专业年级：指导教师：设计时间：第一章设计任务与要求要求利用温度传感器制作一个电子测温计第二章设计方案多数的数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器（如铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等），将随温度变化而变化的物理参数，如膨胀、电阻、电容、热电动势、磁性、频率、光学特性等通过温度传感器转变成电信号的变化，如电压和电流的变化，温度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系，曲线关系等，将电信号经过放大电路放大后使之产生适合模数转换器转换的电信号，再经过模数转换电路即用A/D转换器将模拟信号转换为数

2、字信号，数字信号送给驱动电路输出，然后通过显示单元，如数码管或者LCD等显示出来，这样就完成了数字温度计的基本测温功能。测温电路主要是由温度传感器和与传感器有关的电阻等组成，将温度的变化转换成电流或电压的变化，输出给下一级放大电路；放大电路主要由集成运放及其外接电容、电阻等组成，用以放大由测温电路产生的微弱电信号，使之满足模数转换电路工作需要的电压或电流；模数转换电路由A/D转换器构成，将放大电路输出的模拟电信号转换成能够使驱动电路工作的数字信号；驱动电路由译码器及其外围电路组成，用来驱动数码管或LCD液晶屏等显示器；显示电路由七段数码管或

3、LCD液晶屏构成，用来显示当前所测环境的摄氏温度值。所以整个设计过程可以分为一下几个方面：2.1.温度传感器的选择：温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，是温度测量仪表的核心部分。按测量方式可以分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器。本次课程设计所采用的是接触式温度传感器中的集成温度传感器。集成温度传感器可以分为模拟式温度传感器和数字式温度传感器。数字式温度传感器是将敏感元件，AD转换但愿和存储器等集成在一个芯片上，直接输出反映被测温度的数字信号，例如DS18B20，可直接达到本次课程设计的要求，操作过于单一，故采用模拟式

4、温度传感器。模拟式温度传感器将驱动电路，信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，具有实际尺寸小，使用方便，灵敏度高，线性度好，响应速度快等优点。常见的模拟式温度传感器可以分为电压输出型和电流输出型。LM3911,LM335,LM35,AD22103,AD590等都是比较常见的模拟温度传感器。在设计过程中采用了两种方案。方案一LM335LM335是一种精密温度传感器，其反向击穿电压随温度按+10mV/k的规律变化。其主要功能特性如下： 1.直接在绝对温标校准 2.1℃的精确度 3.工作电流400uA—5mA4.动态阻抗1Ω5.便于

5、校准6.宽工作温度范围2001℃ 7.低成本如图2-1是LM135的内部原理图，V15和V16是感温元件，这两个三极管的物理结构有着特定的要求，V15的发射结面积是V16发射结面积的10倍。它们的集电极负载电阻完全一致，如果流过这两个电阻的电流不同，V15和V16的集电极电压也不同，通过V1—V8组成的差分放大器放大，V1的内阻也变化，那么流过Rs的电流也会变化，V+和V-之间的电压亦会改变，这个电压的变化量也就是随温度而变化的。如图2-2为LM335的接入电路，经过实际模拟仿真电路可得以下数据：温度（℃）输出电压（V）温度（℃）输出电压（

6、V）00.00367412400.0040736810.0036841500.0041735120.003694091000.0046730330.003704081500.0051724840.003714072000.0056719450.00372406-100.0035742260.00373405-200.0034743370.00374404-300.0033744480.00375403-400.0032745590.00376402-500.00317466100.00377401-1000.0026752200.00387

7、39-1500.00217575300.00397379-2000.0016751由EXCLE可得输出电压与温度的正比例关系，但是由仿真结果（图2-3）来看，输出电压太小，必须经过放大电路，即如下图2-4所示由仿真电路可知，当温度为0℃时，LM335输出端电压为0.00367412V，经过一个三运放电路，得到运放电路输出端的电压为-3.69252V，经过计算可得，放大倍数大约为1000倍，该放大电路的误差为0.005%。此方案虽然测量精度比较高，但是从LM335的仿真结果来看，温度每变化1℃时，电压变化大约为0.00001V，以0℃，1℃，

8、2℃为例进行计算，温度（℃）输出电压（V）00.0036741210.003684120.00369409从0℃到1℃过程中电压实际上变化了0.00000998V，理论上应该改变