PN結(jié)溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、傳感器應(yīng)用技術(shù)課程PN結(jié)溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)與調(diào)試課程組: 梁長(zhǎng)垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱 Sensors application technologyCircuit design & debugging of PN junction Temperature Measurement1.1 任務(wù)描述1.2 器材準(zhǔn)備1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程1.4 電路調(diào)試課程內(nèi)容 Course Contents1.1 任務(wù)描述1.2 器材準(zhǔn)備1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程1.4 電路調(diào)試課程內(nèi)容 Course Contents1.11.1 任務(wù)描述任務(wù)要求具體任務(wù)利用PN結(jié)二極管的溫度特性，使用IN4148

2、開(kāi)關(guān)二極管作溫度傳感器，設(shè)計(jì)制作一款數(shù)字式溫度測(cè)量?jī)x表。測(cè)溫范圍為0100C ，測(cè)量精度為1C。1.1 任務(wù)描述1.2 器材準(zhǔn)備1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程1.4 電路調(diào)試課程內(nèi)容 Course Contents1.21.2 器材準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)電路板；開(kāi)關(guān)二極管IN4148；固定阻值電阻、電位器；運(yùn)算放大器LM358；數(shù)字式電壓表或數(shù)字表頭；直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)；冰水混合物；電熱水壺或溫控源；水銀溫度計(jì)。1.1 任務(wù)描述1.2 器材準(zhǔn)備1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程1.4 電路調(diào)試課程內(nèi)容 Course Contents1.31.3 設(shè)計(jì)過(guò)程PN結(jié)二極管特性與應(yīng)用 PN結(jié)是一種半導(dǎo)體器件，其結(jié)電壓隨溫度變化而變化。例如硅二極管的

3、結(jié)電壓在溫度每升高1時(shí)，下降大約-2mV。硅二極管的溫度特性曲線如圖所示。1.31.3 設(shè)計(jì)過(guò)程PN結(jié)溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)思路（1）由于PN結(jié)溫度傳感器在0時(shí)的輸出電壓不是0mV，而是700mV左右，并會(huì)隨溫度升高而降低，因此在電路設(shè)計(jì)中需要采用反相放大器進(jìn)行零點(diǎn)遷移；（2）因PN結(jié)溫度特性為-2mV/ ，設(shè)計(jì)放大器有5倍左右放大倍數(shù)（增益可調(diào)用于滿度調(diào)整），當(dāng)溫度在0100C變化時(shí)，放大器輸出為01V。 選取2V量程數(shù)字表頭即可顯示出被測(cè)量的溫度值。1.31.3 設(shè)計(jì)過(guò)程PN結(jié)溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)1.1 任務(wù)描述1.2 器材準(zhǔn)備1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程1.4 電路調(diào)試課程內(nèi)容 Course Contents

4、1.41.4 電路調(diào)試 電路制作與調(diào)試在電路板上按照所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行元件排版、布線與焊接。1.41.4 電路調(diào)試 電路制作與調(diào)試電路制作與調(diào)試: :將智能顯示表?yè)艿斤@示模式一側(cè)，并將紅表筆接在將智能顯示表?yè)艿斤@示模式一側(cè)，并將紅表筆接在TP5TP5處，黑表筆處，黑表筆接在接在GNDGND處，將二極管處，將二極管1N41481N4148傳感器放置在傳感器放置在00溫度源中，調(diào)節(jié)溫度源中，調(diào)節(jié)電位器電位器RP1RP1，使智能顯示表顯示為零；將二極管，使智能顯示表顯示為零；將二極管1N41481N4148傳感器放置傳感器放置在在100100溫度源中，調(diào)節(jié)電位器溫度源中，調(diào)節(jié)電位器RP2RP2，使智能顯示表顯示為，使智能顯示表顯示為100.0100.0，則電路零點(diǎn)、滿度調(diào)整完成。則電路零點(diǎn)、滿度調(diào)整完成。改變溫度源的溫度，觀測(cè)并記錄智能顯示表顯示的溫度值，并同改變溫度源的溫度，觀測(cè)并記錄智能顯示表顯示的溫度值，并同標(biāo)準(zhǔn)溫度相對(duì)比，分析誤差大小及原因。標(biāo)準(zhǔn)溫