水温测量仪课程设计(修改)文库

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1、水温测量仪的设计河北科技师范学院机电工程学院电子1401崔如山066600现在的生活中，传感器越来越普遍了，有了温度传感器，对温度的控制就很容易了,由温度传感器为主要核心的水温测量仪就是一个例子，我们可以较为简便的控制水温达到想要的程度。在对其进行设计的时候，要能很好的掌握通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中应用。水温测量仪在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和右油化工等领域都冇广泛应用，其主要用于报警设备。如在地质探测上，其可以读出地下水温，进而给地质工作者提供地

2、质状况判断依据。在海水检测领域，可以时时刻刻监测水温，给出洋流预测参考数据。水温测量仪的作用渗透我们生活的各个方而，给我们带来了极大的便利。关键词：温度传感器、温度测量仪、水温测量仪一、设计目的1、通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中应用；2、进一步熟悉集成运放的线性和非线性应用。二、温度测量仪的设计2.1设计方案2.1.1温度测量仪设计思路(1)、选择被测对象，经过温度传感器AD590将温度转换为电流，然后经过温度一电压变化，转化为电压；(2)、转化的电压再经过K—°C变

3、换电路转化为绝对°C；(1)、再经过反相比例放大电路，将电压值放大；(2)、最后利用差分放大电路，将电压进行比较，通过驱动电路进行报警，超过设定温度，发光二极管将会变亮。2.1.2温度测量仪框图温度测量仪经过下图2.1过程完成，达到效果。被测对_>K—°C变—►放大一电压表报警设—比较器图2.1温度测量仪原理框图其中，每个框图作用如下：K—°C变换电路：将开尔文温度转变为绝对温度°C；放大电路：经过运算放大器实现电压的放大作用；电压比较器：运用差分放大电路原理将电压进行比较，得到摄氏温度与输出电压的关系。报警设

4、备：实现实验结果。三、电路设计3.1温度一电压变换温度一电压变换电路图3」温度一电压变换电路在图中，U的值为I乘上10K,以T°C而言，输出值为10KX（273.2+T）在该电路中，包含了一个电压跟随器。电压跟随器的特性如下：•隔离缓冲。•电压跟随（极性不变）。•电压放大倍数为一倍，只是改善输出量的输出质量，不改变输出值。利用电压跟随器的隔离缓冲作用确保了AD590输出的电压值稳定。AD590温度传感器是一种己经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流。AD590的主要特性如下：•流过器件的电流等于器件所处坏境

5、的热力学温度（开尔文）度数。•AD590的测温范围为-55°C〜+150°C。•AD590的电源电压范围为4V〜30V。电源电压可在4V〜6V范围变化，电流变化1mA,相当于温度变化IKoAD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。•精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档,其中M档精度最高,在-55°C〜+150°C范围内，非线性误差为土0・3°C。AD590最重要的特性是：度每增加1°C,它会增加luA输出电流。AD590的接口电路十分简单，不需要外围温度补偿和线性处理电

6、路，便安装调试。AD590的管脚图及元件符号如下图所示。图3.2AD590管脚（第三个脚可以不用，是接外壳做屏蔽用的）图3.3AD590元件符号（1管脚接电源；2管脚输出电流）AD590基木应用电路如下图所示。AD59010K图3.4AD590基本应用电路在图3屮，经过实验测得AD590输出电流I与摄氏温度T与输出电压U及开尔文温度K的关系如下：表3.1输出电流I与摄氏温度T与输出电压U及开尔文温度K的关系K/开尔文T/°CIo/uAU/V273.20273.2+02.732+0.00X0274・21273.2

7、+12.732+0.01X1275.22273.2+22.732+0.01X2276.23273.2+32.732+0.01X3277.24273.2+42.732+0.01X4••••••••••••283.210273.2+102.732+0.01X10由该图表分析可得AD590的输出电流值说明如下：其输出电流是以绝对温度零度(-273.2°C)为基准，每增加1°C,它会增加luA输出电流，因此在T°C时，其输出电流Io二(273.2+T)uAo3.22.732V电压产生电路利用AD590的基木应用电路(图

8、3)可得到电压U=(2.732+0.01T)V,即AD590的温控电流值是对应热力学温度K,而在温控中需要采用摄氏温度。C,需要设计电路消去关系式中的2.732V,消去2.732V后，就得到了输出电压U与摄氏温度T的关系。需要设计一个得到恒压2.732V的电路。为了得到2.732V电压，可使用下图电路：+51OK5*———2图3.53.3稳压调整调整变阻器的值使Uo=2.732Vo但该