个基本物理量,也是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关的重要物理量。温度的测量和控制技术应用十分广泛。在工农业生产和科学研究中,经常需要对某一系统的温度进行测量,并能自动地控制、调节该系统的温度。通过该设计我们可以直观看到温度视数变化,根据实际系统的需要调节系统温度。
11、设计任务
进一步熟悉模拟和数字设计方法和规范,并进一步巩固所学模拟电子及相关知识,达到综合应用电子技术的目的,培养设计开发以及动手实践等能力,学会阅读相关科技文献,查找器件手册与相关参数,独立思考分析,完整理总结设计报告。了解温度传感器件的功能,学会在实际电路中应用。进一步熟悉集成运算放大器的线性和非线性应用。了解检测温度的传感器种类不同,采用的测量电路和要求不同,执行器、开关等的控制方式也不同。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,提高分析问题和解决问题的能力。
12、设计要求
1能把温度量转换成比例的模拟电信号(电压或电流);2把模拟电信号变换成数字信号;3最后通过数字电路(计数、译码和显示)直接指示出温度值;4被测温度和控制温度均可数字显示;5测量温度为08000C,精度为0.50C;
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f2、设计方案:
线性校正
温度传感器
冷端补偿
放大电路
电源
控制开关
AD转换器
设定值
显示
比较器
驱动电路
图21:热电偶温度控制方框图比较器:选用运放构成的迟滞比较器AD转换、显示电路:选用ICL7107
热电偶可采用冷端补偿(冷端恒温法、补偿导线法),经过非线性反馈进行校正,形成线性凋零电路,量程调整采用定位器,设定值采用外围硬件,用7107芯片AD转换,用共阳数码管驱动。
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f3、温度传感器
本次采用K型热电偶。K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
图31:K型热电偶K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。
31、热电偶的测温原理
热电偶测温必须由热电偶、连接导线及显示仪表三部分组成。下图是最简单的热电偶测温示意图。
图32:热电偶温度计示r