基于测温三极管传感器的温度测控电路设计

1、课程设计报告题目：基于测温三极管传感器的温度测控电路设计课程：测控电路与传感器课程设计专业：测控技术与仪器班级： 测控0902姓名：张健学号：091301222 指导教师: 纪晓华 杨鹏 完成时间: 总目录第一部分：任务书 第二部分：课程设计报告第三部分：设计电路图第二部分课程设计报告目录1课题简介·························

2、·····························11.1 基于测温三极管的温度测控电路设计简介·················&

3、#183;··········12设计要求及技术指标·····································&#

4、183;······1课程设计的目的和设计的任务·····································1课程设计的要求及技术指标··

5、;·····································13总方案及原理框图···········&

6、#183;··································1 设计的原理框图·············

7、3;··································13.2 设计的总方案··············

8、;····································24各组成部分的工作原理············

9、;······························24.1 电路的设计··················&

10、#183;·································24.2 总原理图··············

11、3;······································34.3 电路工作原理··········

12、;········································3·········

13、3;·····································3············

14、83;·······································45实验结果分析·········&

15、#183;········································46改进意见、收获、体会、设计总结······&#

16、183;·························5························&

17、#183;·····························56.2收获、体会、设计总结··················

18、;·························5························

19、3;·····························67仪器仪表清单···················&#

20、183;······························78参考文献··················&#

21、183;···································81、课题简介基于测温三极管的温度测控电路设计简介应用C1815三极管集电极与基极相连构成二极管温度传感器，温度测量范围为-55l25度。三极管温度传感器与电阻组成温度电桥

22、电路，在发酵与食品加工过程中用于监测、控制恒温箱中的温度，此温控电路可实现恒温控制和超温报警指示功能。工作电路输出二值输出；另外可用毫安表模拟显示温控器温度2、设计要求及技术指标2.1 课程设计的目的和设计的任务 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。2.2 课程设计的要求及技术指标1、设计、组装、调

23、试；2、恒温度控制温度：803、报警温度： 85； 4、使用环境温度：常温5、输出信号：二值输出控制继电器工作；6、恒温控制，风机工作指示、超温报警功能；7、非线性误差：±1。3、总方案及原理框图3.1 设计的原理框图本课题中测量控制电路组成框图如下所示：图 3-13.2 设计的总方案在该装置中恒温设置温度点为80，报警设置温度点为85电路工作过程为：由电阻和C1815组成一个温度电桥，由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，从而控制风机的起停；或发出报警信号。在温度控制器中，两个温度控制点设置均可通过电位器来进行调节，调节须在装置投入运

24、行前完成。工作时当温度高于80时，能使风机断电停止工作，并用指示灯作为工作状态指示器；当温度低于80时，情况正好相反，使风机开始工作。当温度高于85时，发出报警信号。注意事项：为避免测温三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。4、各组成部分的工作原理 图 4-1图4-24.3 电路工作原理Rl，R2，WX和BGl组成一个温度电桥，BGl由硅三极管接成二极管，制成温度传感器。放大了的温度信号由ICl的6脚分别加至IC2-1组成的温度报警器和IC22组成的温度控制器上。在温度控制器中，W6为温度控制点设置电位器。在该装置中设置点为80，当温度高于80时

25、，由运算放大器构成的比较器输出高电平，使晶体管BG3(C1815)导通，带动一次继电器J2(JQX-13F)，则中问继电器J3断开，风机断电停止工作，其中D2作为工作状态指示器。当温度低于80时，情况正好相反，使晶体管BG3(C1815)截止，一次继电器J2(JQX-13F)断电，中间继电器J3通电，风机开始工作。W5为温度报警点设置电位器。另外，ICl的输出可由微安表指示，W3和W4为表头校准电位器。为避免测温晶体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。电桥平衡桥臂上流过的电流取0.5 mA。放大电路ICl选用集成电路741，IC2选用集成电路

26、4558，IC3选用报警声集成电路。BGl, BG2和BG3均选用C1815三极管。指示器D2选用5mm绿色发光二极管。温度报警点设置的电位器W5选用10k的。 电阻的选择: R1=20K,R2=20K,R3=10K,R4=10K,R5=220K,R6=120K,R7=,R8=1K,R9=,R10=1K,R11=100，R12=100,WX=3K,W1=500K,W2=12K,W3=1K,W4=100K,W5=10K,W6=10K。 除了电动喇叭、微安表和电位器外，所有元器件焊装在印制板上，然后装入塑料机壳中，机壳面板上留有适当位置用于焊装喇叭、微安表和电位器。本电路焊装完毕，即可进行调试。调

27、试时，首先短接ICl的两输入端，调整W2使放大器输出为0V，指示表头应显示为0。置传感器头于冰槽中，调WX使其显示为0，再置传感器头于80的恒温缸中，调W1使显示为80，可用标准水银温度计校准。其中WX和负载电位器W1应反复调节，为了调试方便，可先断开+20V电源使输出部分不工作。5、实验结果分析实验结果水温（）电压1(V)电压2(V)均值(V)8508075706500600055050454035表 5-1图 5-1连接好全部的电路，将三极管放入热水中，用温度计监测热水的温度,当温度达到80时，绿灯点亮；当温度达到85时，红灯点亮；当温度下降到60以下时两个灯都熄灭。实验结果已到达预期的要

28、求。5、 改进意见、收获、体会、设计总结6.1 改进意见 由于三极管传感器在测温度时，对温度的感应有点延迟，在温度计达到80和85时的实际电压对应的温度比实际的要低，故在设计时应把报警电压设置的稍微低点。6.2 收获、体会、设计总结 知识已经学了几个学期了，有些都遗忘了，课程设计时必须得复习之前的知识在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。经过一个星期的实习，过程中有各种曲折。从原理图开始设计，无从起头，参考了好多资料，终于开始一步步的设计，设计出每一块的的电路，然后拼接起来，但是这次电路设计没有

29、仿真，后来老师给了统一的原理图，然后发了器件开始焊接，当然焊接不是什么很困难得事情，只是要严格按照原理图，仔仔细细的焊接，哪里遗漏的话检查起来就比较麻烦。而在测试的时候玉带的问题就比较多了。也通过这次课程设计，我更加明白了团队的重要性，一个好的团队的效率是补课估量的。我们团队里额度两人分工合作，遇到问题集中讨论，效率才可以上去。这次课程设计让我明白了很多。首先，理论与实际联系的重要性：光有理论知识，而动手能力弱是不行的，也不能片面的强调实践的重要性而忽略理论知识，做东西的时候也会漏洞百出；其次，基础课的重要性：此次传感器与测控电路课程设计涉及到很多基础课的内容，当然在实践的时候我还是回去翻阅以

30、前的书本；最后也最重要的是团队力量。图 6-17、仪器仪表清单序号元器件、仪表名称及型号数量1C18153只2运放UF7411只3MC45581只4LED灯红绿各一只5IN41482只6继电器2只8电阻1002只电阻1 K 2只1只1只电阻10K2只电阻20K2只电阻120K1只电阻220K1只9电位器1K1只电位器3K1只电位器10K2只电位器100K1只电位器470K1只电位器12K1只表 7-18、参考文献1 张国雄主编.测控电路.机械工业出版社.20082 陈杰，黄鸿主编.传感器与检测技术.高等教育出版社.20093 王成华主编.电子线路基础教程.科学出版社.20004 李万臣主编.模拟电子技术基础实验与课程设计.哈尔滨工程大学出版社.20015 孙梅生主编.<<电子技术基础课程设计>>.高教出版社.19896 电子电路百科全书（1.2.3.4.卷）.科学出版社 第 三 部 分焊接电路图第 四 部 分工厂实习报告在传感器与测控电路课程设计后的一周时间里，我们参观了和我们专业有关的和就业方向有关的几家企业，迫在眉睫的就业不得不让