自动检测技术第4版赖申江、马西秦文稿 实验指导书第四章.doc

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1、第四章检测技术应用综合实验数字温度显示仪的制作一、实验目的用集成温度传感器AD590、数字显示芯片ICL7107等元器件制作数字温度显示仪。要求达到的技术指标如下：测量范围：0～100℃，工作电压：±5Ｖ，灵敏度：1mV/℃，测量精度：±1℃，满度显示:3位（99.9℃）.  二、实验原理集成温度传感器AD590将温度值转换为电信号，经专用集成电路ICL7107进行A/D转换后送至数码管显示。1、集成温度传感器AD590AD590是电流型集成温度传感器，其输出电流与环境绝对温度成正比，所以可以直接制成绝对温度仪。AD590的外形及电路符号

2、如图4-1所示。AD590集成温度传感器各引脚功能见下表：引脚编号符号功能1U+电源正端2U-电源输出端3金属管外壳，一般不用AD590的灵敏度为1μA/K，所以只要在外接电阻中串接一个可变电阻R就可以组成最基本的绝对温度测量电路，如图4-2所示。图中，R总电阻的值应稍大于1KΩ（总阻值为960Ω+100Ω=1060Ω）。其调整方法如下：在25°C条件下调节R值，使输出电压U0的值为298.16mv（273.16+25）即可。这样，在不同的温度下，只要测出U0的不同输出mv值，即为绝对温度T的值。AD590具有良好的线性和互换性，在整个使

3、用温度范围内误差在0.5°C以内。它还具有消除电源波动的特性，即使电源电压从5V变化到15V，电流也只变化在1μA以下，即只有1°C以下的变化，因而广泛应用在高精度测量领域，其主要电特性见下表。若根据特性分档，AD590L、AD590M最适用于精密测量。参数名称AD590IAD590JAD590KAD590LAD590M最高正向电压（V）44最高反向电压（V）-20工作温度范围（°C）-55～150°C储存温度（°C）-65～175°C工作电压范围（V）4～30额定输出电流（25°C）298.2μA额定温度系数（μA/°C）1非线性（-5

4、5～150）±3±1.5±0.8±0.4±0.3校正误差（在25°C）（°C）±10±5±2.5±1±0.52、参考电路见图4-33、运算放大器OP07OP07是一款输入失调电压极低的运放，通常用于高速积分器、快速D/A或A/D转换。其引脚、功能及电特性由学生自行查阅资料。4、集成电路芯片ICL7107ICL7107是一款ICA/D转换芯片,它采用双积分的方法实现A/D转换，以4000个计数脉冲周期，即用4000个脉冲的时间作为A/D转换的一个周期，每个转换周期中包括自动稳零（Ａｚ）、对输入模拟信号VIN的积分、对参考电压VREF的反积分

5、阶段三个过程。根据工作原理可得如下关系：VIN＝VREF×T／1000，其中VIN是VIN＋和VIN－两端输入模拟信号的电压。VREF是VREF＋和VREF－两端获得的参考电压，VREF是一个常数，因此VIN与T（指T个计数脉冲周期）成正比，因Ｔ是用计数表示的，通过译码器，就可以接收计数器的状态，即信号的大小用数码表示出来，以实现模拟量的数字表示。若VREF取作1000ｍV，则VIN＝Ｔ。输入模拟信号在数值上等于计数脉冲个数，数码管显示精度为１℃，为提高读数精确度，可以选VREF为100ｍＶ。此时VIN＝1/10T，即可用数码管的十分位段

6、显示输入模拟信号，也即对所测温度的十分之一，精确度为0.1℃。ICL7107引脚、功能及详细资料由学生自行查阅完成。二、实验过程1、根据技术指标及参考电路要求设计原理图（草稿）。2、用PROTEL软件画出电路图及印板图正稿，并保存SCH及PCB文件备查。3、根据设计电路，在实验板上接线，完成数字温度显示仪。4、检查接线无误后，通电并调试。三、注意事项1、本实验为综合设计类型实验，要求学生独立自主完成，实验之前须作准备（包括查阅资料及初步设计），实验时数为6学时。2、IC芯片要多次使用，故须用IC插座，不能将芯片引脚直接焊接在实验板上面。3

7、、实验完毕，待教师检查、确认后，再焊去实验板上的元件及接线。