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文檔簡介
1、溫度傳感器設(shè)計報告機制091 詹杭羽前言:在機電一體化系統(tǒng)中,傳感器處系統(tǒng)之首,其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官,能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗,是機電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息精確而可靠的自動檢測,系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。一、設(shè)計原理: 常溫下,開關(guān)二極管IN4148的管壓降為0.7V左右,其值隨溫度的變化而變化,其關(guān)系曲線如下圖所示:即溫度每上升1正向壓降降低2mV,利用此關(guān)系即可對溫度信號進(jìn)行捕獲,然后經(jīng)運放進(jìn)行放大即可在相關(guān)儀器上顯示溫度的變化情況。二、總電路圖: 三、設(shè)計分析: 總電路可分為兩部分,前置部分與后面的放大大
2、電路。1、 恒流源部分:經(jīng)查資料得知,二極管的管壓降與溫度構(gòu)成線性關(guān)系需其處于一個恒流狀態(tài)下。如圖所示: 通過R2與R3的分壓,運放輸入端可獲得約0.3V的電壓,根據(jù)虛短原理,R1兩端獲得4.7V的電壓,然后根據(jù)虛斷原理,可得流過二極管的電流約為1mA,其值恒定不變,因而達(dá)到恒流的目的。另C1的作用是濾去前置電路中的交流成分,提高電路的穩(wěn)定性。2.放大部分:可變電阻用來調(diào)節(jié)輸出電壓的值,在設(shè)定的起始溫度下(如0)調(diào)節(jié)可變電阻使運放兩輸入端電壓相等,此時輸出為零,對應(yīng)于外接電壓表的零刻度。考慮到恒流源中運放輸出電阻的影響,R4取值不宜過小,應(yīng)設(shè)計要求,取放大倍數(shù)為50,即溫度每升一度輸出的值變化為0.1V,故在0100輸出電壓對應(yīng)的范圍為010V。V1為模擬電壓源,模擬二極管的壓降變化。為增加電路的穩(wěn)定性,加入C2濾波。四、仿真結(jié)果及分析:T(溫度變化量)/ V2(模擬電壓源變化量)/mVV0(輸出電壓)/V000120.1000255100.5001271020115301.520402.00125502.50130603.00135703.50140804.00145904.501501005.001從表中數(shù)據(jù)可看出,輸出電壓與模擬電
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