0-100℃溫度測(cè)控儀的設(shè)計(jì)與制作

模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)名稱：0~100℃溫度測(cè)控儀的設(shè)計(jì)與制作系別：班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2013.12.5課題名稱：0~100℃已知條件選通用廉價(jià)的4運(yùn)放LM324模擬試驗(yàn)箱提供±12v、±5v電源，數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電流、電壓自費(fèi)購(gòu)置電烙鐵、尖嘴鑷子、儀表螺絲刀（偏平頭）主要技術(shù)指標(biāo)測(cè)量溫度范圍0~100℃，量程10%即~10℃量程精度：±1%具有JPI總線接口，在0~100℃溫控與報(bào)警：在0~100℃范圍內(nèi)任意溫度可設(shè)置完報(bào)警或溫控制（Δt=±2四、電路工作原理設(shè)計(jì)（一）、原理概述本設(shè)計(jì)用于測(cè)量0~100℃由溫度傳感器檢測(cè)到的與溫度對(duì)應(yīng)的電壓值Ut，送至由A1a及R4+Rp1組成的靈敏度校正電路，調(diào)節(jié)Rp1，整完傳感器靈敏度10mv/℃本設(shè)計(jì)用于攝氏度測(cè)量。當(dāng)0℃時(shí)，探頭輸出Ut≈700mv，A1a必須設(shè)置減法器，當(dāng)Ut=700mv時(shí)測(cè)量放大器A1b的輸出U⑦=0。Rp2為調(diào)節(jié)電位器。A1c、R13、VT1、Rp3、Rp4組成電流轉(zhuǎn)換器。VT1的集電極電流Ic=U⑨/R13，LED1做指示用。0℃時(shí)，調(diào)Rp4，使Ic=4mA。100A1d、VT2、Rp5組成遲滯比較器。當(dāng)U（14）為高電平時(shí)，VT2導(dǎo)通，由電流流過(guò)LED2，作超溫報(bào)警，如果在VT2集電極接入繼電器，由繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)接通或切斷電源，實(shí)現(xiàn)定溫控制（二）、電路設(shè)計(jì)1、在0~100℃（低溫）可選用的溫度傳感器很多：PN結(jié)、熱敏電阻、銅、鉑電阻、、、、熱電偶等等。PN結(jié)具有靈敏度高、線性好、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)。故本設(shè)計(jì)采用PN結(jié)傳感器，可選用開(kāi)關(guān)二極管（N4148；將9013集—基相連，當(dāng)二極管用參數(shù)離散性好，自熱效應(yīng)小，線性優(yōu)良。故本設(shè)計(jì)取此為免除自熱效應(yīng)，取較小電流。Ic=(6-0.6)/10k=0.54mA2.靈敏度校正A1a,為同相比例放大器。電壓增益。Au=1+(R4+Rp1)/R3=4+(0~10)/5=5~6Vcc≥U①+(1~1.5)V≥3.5+1.5≥5V…….①3.減法器減法器的作用之一是適應(yīng)攝氏度測(cè)量即0℃，U⑦=0，它的作用2是滿量程ＧＰＩ接的零點(diǎn)?！鱰=100△U①=1000mV.滿度U⑦=5000mV,故此級(jí)增益=5.U⑦=（U⑤—U①）R8／R5取R5=R6=20KR8A=R8B=100K4.電壓／電流轉(zhuǎn)換器該電路的作用是將U⑦的0~5V電壓轉(zhuǎn)換成4~20mA電路Ic=U-∕R13U-=U+(U⑩),按迭加定理U⑩=（Ua-Ub）/2Ua=0時(shí)，調(diào)Rp4使Ic=4mAUb=2×4／1000×56=448mA而當(dāng)U⑦=5V時(shí)（即100℃Ua=(20÷1000×56-448)×2Vcc的選擇取決于恒流負(fù)載，如果RL=500Ω則Vcc≥Ue+Uce+ILRL≥1.12V+1.5V+20×500≥12.62V∴當(dāng)Vcc給定=12VRL＜500Ω本設(shè)計(jì)選Vcc=12V.主要是為了適應(yīng)較大的RLLED1用于調(diào)試指示，當(dāng)IC=ID=20mA,VT1PCM=（12-2-1.5)*20*10-3=8.5*20*10-3=170m（LED壓降1.8--2.2V，取平均值2V）而9013ICM=150mA，PCM=450mw（如果U7>5V.Rp3又將調(diào)得太高，有可能損壞VT1或LED1）9013滿足需要。電路制作探頭制作：將9013的C-B極相連，焊接一根10cm的引線，E極焊接另一根10cm的黑色引線，兩線間隔開(kāi)2-3mm的距離，在其中一腳套一根3mm的細(xì)套管，二引線再套上熱縮套管，加熱套管，將9013的管殼與引線緊縮一起。2、探頭測(cè)試 EQ\o\ac(○,1)0C，Ut0=649(冰水混合液)EQ\o\ac(○,2)100C，Ut100=445(沸水)靈敏度（Ut100-Ut0)/100=2.04mv/C【靈敏度校正：αt=10mv/C所以：10mv=2.04*Au1Au1=5.40調(diào)Rp1校正：1+（15+Rp1）/5k=5.40Rp1=4.4*5.4-15=7k(!!)Rp1=10k.如果αt<2.047mv/C,則校正后達(dá)不到10mv/C】3.線路板安裝焊接第三次使用電烙鐵，我已經(jīng)很熟悉了焊接的方式。（1）電烙鐵需預(yù)熱一下，用烙鐵頭沾一點(diǎn)松香。（2）將烙鐵頭刃面接觸焊接處，注意是斜45°接觸焊接處，（3）接觸約半秒鐘后接觸焊錫絲。，焊接結(jié)束仍是斜45°方向移開(kāi)。（4）焊點(diǎn)應(yīng)成圓錐形。否則容易造成虛焊。成績(jī)與不足我覺(jué)得這次課程設(shè)計(jì)給自己良好都有點(diǎn)高了。（1）調(diào)試時(shí)我把芯片燒了，導(dǎo)致還要重新下下來(lái)再重新接上，使得板面不夠整潔。（2）焊接時(shí)，松香蘸多了，導(dǎo)致焊點(diǎn)顯得比較黑。整體沒(méi)什么光澤。（3）在調(diào)試時(shí)，由于Rp1虛焊，導(dǎo)致一直調(diào)試不了，調(diào)試時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，待重新焊接后才能順利完成調(diào)試?？傮w覺(jué)得自己效率不是很高。有待加強(qiáng)。在這次實(shí)習(xí)過(guò)程中，由于對(duì)模電課程的學(xué)習(xí)不夠透徹，課本知識(shí)不扎實(shí)，從而導(dǎo)致此次課程設(shè)計(jì)對(duì)電路難以理解，不能夠熟練地運(yùn)用。六．調(diào)試用模擬電路實(shí)驗(yàn)箱提供電源及探頭模擬信號(hào)：接線為圖MaMa探頭12v-12v4—20mA-5v將Rp3條調(diào)到0，即Ua=02.J1接入U(xiǎn)t0℃。（為649（1）調(diào)Rp1，使U1=3500，靈敏度矯正10mV/℃（2）調(diào)Rp2，使UT=0.攝氏度測(cè)量設(shè)置（3）J1接入，Ut100℃。測(cè)UT1，為不足10mV調(diào)Rp1校正。測(cè)UT（4）調(diào)電壓電流轉(zhuǎn)換器0℃，調(diào)Rp4使ID=4mA（注意：必須得讓UT=0,Ua=0）100℃，調(diào)Rp3，使故障排除與分析（1）在調(diào)試時(shí)，電源正負(fù)極接反，導(dǎo)致芯片燒毀。換了一個(gè)芯片之后重新焊接才好（2）U1不等于原來(lái)的值，后來(lái)經(jīng)過(guò)測(cè)量Rp1各點(diǎn)發(fā)現(xiàn)其值為0，這才知道Rp1虛焊八．總結(jié)與收獲通過(guò)為期兩周的實(shí)習(xí)，我學(xué)會(huì)了很多。首先，這次實(shí)踐讓我更加深刻的了解放大器、減法器等很多模電知識(shí)，鍛煉了我的動(dòng)手能力，提高了自己解決問(wèn)題的能力。這次實(shí)習(xí)，讓我對(duì)焊接的知識(shí)以及焊接的技巧有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，對(duì)我以后的工作有很大的幫助。而且這次實(shí)習(xí)，考察我們的綜合知識(shí)，此次實(shí)習(xí)，讓我們以前學(xué)習(xí)的東西有了一次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓我們體會(huì)到了平時(shí)積累知識(shí)的重要性和實(shí)踐的重要性。而且讓我對(duì)所學(xué)的書本知識(shí)進(jìn)行了鞏固，拓展了專業(yè)知識(shí)。同時(shí)還讓我有機(jī)會(huì)將理論和實(shí)踐相結(jié)合，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問(wèn)題，這是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的綜合考察。我用此次機(jī)會(huì)，把自己把知識(shí)在實(shí)踐中的到了運(yùn)用，把理論的抽象具體化，使我把知識(shí)和實(shí)踐得到很好的融合。該課程設(shè)計(jì)，全面系統(tǒng)的理解了模電的一般原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。把死板的課本知識(shí)變得生動(dòng)有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性，讓我們體會(huì)到了平時(shí)積累知識(shí)的重要性和實(shí)踐的重要性。這一次的實(shí)習(xí)，讓我更多的接觸了專業(yè)知識(shí)，對(duì)以后所學(xué)的知識(shí)也有了一定的了解，同時(shí)提高了專業(yè)實(shí)踐技能、學(xué)習(xí)的積極性和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使我受益匪淺。在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，在自己的耐心檢查和同學(xué)的幫助下，問(wèn)題得到了及時(shí)的解決。我想像這樣的問(wèn)題，在以后還會(huì)不斷碰到，但我明白，只要有耐心再加上信心還有一定的專業(yè)知識(shí)，我一定可以在遇到問(wèn)題時(shí)迎刃而解。這對(duì)我以后會(huì)有很大的幫助的。這次實(shí)習(xí)，還提高了獨(dú)自分析和解決問(wèn)題的能了，增強(qiáng)了獨(dú)立工作的能力。當(dāng)我遇到問(wèn)題時(shí)，使我不會(huì)再慌張，而是學(xué)會(huì)了冷靜的分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因，知道解決這個(gè)問(wèn)題。這些不但對(duì)這次實(shí)習(xí)有用，而且對(duì)我以后的學(xué)習(xí)生活都有很大的幫助。因而，不僅僅是做課程設(shè)計(jì)，無(wú)論做什么研究，都必須要有一個(gè)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。這是我們自身的一種培養(yǎng)，在以后的學(xué)習(xí)或是工作當(dāng)中，很多東西需要我自己獨(dú)立思考完成，因此，借由此次難得機(jī)會(huì)，我們可以學(xué)到那種獨(dú)立認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜松鷳B(tài)度。這次實(shí)習(xí)，還提高了獨(dú)自分析和解決問(wèn)題的能了，增強(qiáng)了獨(dú)立工作的能力。當(dāng)我遇到問(wèn)題時(shí)，使我不會(huì)再慌張，而是學(xué)會(huì)了冷靜的分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因，知道解決這個(gè)問(wèn)題。這些不但對(duì)這次實(shí)習(xí)有用，而且對(duì)我以后的學(xué)習(xí)生活都有很大的幫助。在實(shí)習(xí)過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題，使得我查找各種相關(guān)資料，在增長(zhǎng)知識(shí)的同時(shí)增強(qiáng)解決問(wèn)題和動(dòng)手的能力，鍛煉我做事細(xì)心、用心、耐心的能力。這一實(shí)習(xí)，使我向更高的精神和知識(shí)層次邁向一大步。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)努力學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自己獨(dú)立思考的能力，積極參加多種實(shí)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)自己的綜合能力，從而使得自己成為一個(gè)有綜合能力的人才而更加適應(yīng)社會(huì)。同時(shí)，通過(guò)和同學(xué)交流合作實(shí)驗(yàn)，增進(jìn)了同學(xué)之間的感情，讓我獲益匪淺。此外，還要感謝老師辛勤教導(dǎo)，讓我順利的完成了此次課程設(shè)計(jì)。附錄：整和電原理圖2.安裝圖3.原器件清單序號(hào)代號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1R1小型碳膜電阻器RT—0.125w—56Ω—I12R2小型碳膜電阻器RT—0.125w—10k—I13R3小型碳膜電阻器RT—0.125w—5k1—I14R4小型碳膜電阻器RT—0.125w—15k—I15R5小型碳膜電阻器RT—0.125w—20k—I16R6小型碳膜電阻器RT—0.125w—20k—I17R7A小型碳膜電阻器RT—0.125w—2k—I18R7B小型碳膜電阻器RT—0.125w—2k—I19R8A小型碳膜電阻器RT—0.125w—100k—I110R8B小型碳膜電阻器RT—0.125w—100k—I111R9小型碳膜電阻器RT—0.125w—3k3—112R10小型碳膜電阻器RT—0.125w—5k1—I113R11小型碳膜電阻器RT—0.125w—47k—I114R12小型碳膜電阻器RT—0.125w—47k—I115R13小型碳膜電阻器RT—0.125w—56k—I116R1’小型碳膜電阻器RT—0.125w—11k—17R16小型碳膜電阻器RT—0.125w—10k—I118R17小型碳膜電阻器RT—0.125w—2k—I119R18小型碳膜電阻器RT—0.125w—2k—I120R19小型碳膜電阻器RT—0.125w—1k—I121Rp1電位器3296122Rp2電位器3296123Rp3電位器3296124Rp4電位器3296125C1