-0-傳感器原理及工程應用課程實踐報告測溫二極管傳感器的溫度測控電路設計姓名XXX學號13110XXX專業(yè)電氣工程及其自動化課程傳感器原理及應用課題：基于測溫二極管傳感器的溫度測控電路設計溫度是一個與人們的生活環(huán)境、生產活動密切相關，也是儀器科學和各類工程設計中必須精確測定的重要物理量。隨著科學技術的發(fā)展，使得測溫技術迅速發(fā)展，測溫范圍不斷拓寬，測溫精度不斷提高，新的溫度傳感器不斷出現，如光纖溫度傳感器、微波溫度傳感器、超聲波溫度傳感器等。由于檢測溫度的傳感器種類不同，采用的測量電路和要求不同，執(zhí)行器、開關等的控制方式不同，所以相應的硬件和軟件也就不同。但對于初次涉足電子產品的設計、制作來說，了解并實踐一下傳感器選擇與測控電路的設計、制作的基本過程是很有必要的。一、基于測溫二極管傳感器的溫度測控電路設計的工作原理本課題中測量控制電路組成框圖如下所示：應用1N4148二極管的溫度傳感器與集成運放設計溫度測量與控制控電路，測量溫度的范圍為-40℃～125℃，工作電路輸出二值輸出；電路輸出控制繼電器工作，實現加熱與制冷的轉換控制，把控制對象溫度控制在要求的范圍之內（-40℃～125℃）。電路工作過程為：由二極管IN4148作為溫度傳感器采集溫度信號，經差動放大后，送到預先調試好的相關溫度控制比較電路進行比較，當溫度低于控制溫度下限值時，紅色發(fā)光二極管亮，繼電器1動作，控制加熱器開始加熱。當溫度高于控制溫度上限值時，綠色發(fā)光二極管亮，繼電器2動作，控制制冷器開始制冷。當溫度在設定溫度上下限之間時，紅色和綠色發(fā)光二極管全熄滅，繼電器全斷開，不加熱也不制冷。因此從以上不同的狀態(tài)顯示就可以知道溫度情況及溫度控制情況。為避免測溫二極管本身通電產生的溫度升高對測溫的影響，電路設計時注意不要使通過測溫元件的電流超過1mA。二、總的原理圖圖1三、各組成部分的工作原理1轉換電路：將二極管IN4148采集的溫度信號轉換成電信號。圖22差動放大器：由于電信號非常微弱，需要將電信號放大處理。圖33同相比較器：當溫度低于控制溫度下限值時，紅色發(fā)光二極管亮，繼電器1動作，控制加熱器開始加熱。圖44反向比較器：當溫度高于控制溫度上限值時，綠色發(fā)光二極管亮，繼電器2動作，控制制冷器開始制冷。圖55LM324特性：LM324系列運算放大器是價格便宜的帶差動輸入功能的四運算放大器。可工作在單電源下，電壓范圍是3.0V-32V或+16V。69013三極管特性：9013是一種NPN型硅小功率的三極管它是非常常見的晶體三極管，在收音機以及各種放大電路中經常看到它，應用范圍很廣,它是NPN型小功率三極管。四、電路安裝、調試步驟及方法在室溫下調整RPl，使U1B的輸出UO2為室溫時的電壓輸出(當量為10mV／℃)。將VDl放入熱水(40～50~C)中，調整RP2，使U1B的輸出UO2正確。注意應反復調整電位器RPl、RP2，使UO2輸出正確。調整RP3，使a點的電位對應控制溫度上限值y1；調整RP4，使b點的電位對應控制溫度下限值y2，U1C和U1D分別控制繼電器K1和K2。當溫度低于控制溫度下限值y2時，紅色發(fā)光二極管亮，K2繼電器吸合，控制加熱器開始加熱。當溫度高于控制溫度上限值y1時，綠色發(fā)光二極管亮，Kl繼電器吸合，控制制冷器開始制冷。當溫度在設定溫度上下限之間時，紅色和綠色發(fā)光二極管全熄滅，K1、K2繼電器全斷開，不加熱也不制冷。因此從以上不同的狀態(tài)顯示就可以知道溫度情況及溫度控制情況。五、實驗結果分析溫度/℃電壓/V853.8281803.7761753.7214703.6540653.5865603.5261553.4540503.3943453.3415403.2652353.2103303.1601253.1078203.0384結論：溫度每降低5℃，電壓值就會升高0.6V左右。六、心得體會經過一個多星期的課程設計，我的感受頗多，電路的設計就不是太容易，電阻電容的選取和參數設置，都要經過仔細的計算，同時我們也要做到又快又好，都要之前做好充分的準備和計劃，否則實施起來會出現很多意想不到的錯誤。之前的所有工作相比接下來的電路調試，都相差很多了。調試電路時，什么情況都會出現，改變滑動變阻器的阻值時，我們就遇到LED燈毫無變化，遇到困難時，心理還是沒底，我們還得繼續(xù)努力學習，解決各種困難，收獲成功！參考文獻[1]童詩白主編.《模擬電子技術基礎》(第三版)·高教出版社.2001[2]楊素行主編.《模擬電子線路基礎簡明教程》楊素行(第二版)·高教出版社.1998[3]王成華主編