簡易溫度感測器設計報告

2021-08-01 14:11:15 字數 842 閱讀 4452

機制091 109011016 詹杭羽

前言:在機電一體化系統中,感測器處系統之首,其作用相當於系統感受器官,能快速、精確地獲取資訊並能經受嚴酷環境考驗,是機電一體化系統達到高水平的保證。如缺少這些感測器對系統狀態和對資訊精確而可靠的自動檢測,系統的資訊處理、控制決策等功能就無法談及和實現。

一、設計原理:

常溫下,開關二極體in4148的管壓降為0.7v左右,其值隨溫度的變化而變化,其關係曲線如下圖所示:

即溫度每上公升1℃正向壓降降低2mv,利用此關係即可對溫度訊號進行捕獲,然後經運放進行放大即可在相關儀器上顯示溫度的變化情況。

二、總電路圖:

三、設計分析

總電路可分為兩部分,前置部分與後面的放大大電路。

1、 恆流源部分:

經查資料得知,二極體的管壓降與溫度構成線性關係需其處於乙個恆流狀態下。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,根據虛短原理,r1兩端獲得4.7v的電壓,然後根據虛斷原理,可得流過二極體的電流約為1ma,其值恆定不變,因而達到恆流的目的。

另c1的作用是濾去前置電路中的交流成分,提高電路的穩定性。

2.放大部分:

可變電阻用來調節輸出電壓的值,在設定的起始溫度下(如0℃)調節可變電阻使運放兩輸入端電壓相等,此時輸出為零,對應於外接電壓表的零刻度。考慮到恆流源中運放輸出電阻的影響,r4取值不宜過小,應設計要求,取放大倍數為50,即溫度每公升一度輸出的值變化為0.1v,故在0~100℃輸出電壓對應的範圍為0~10v。

v1為模擬電壓源,模擬二極體的壓降變化。為增加電路的穩定性,加入c2濾波。

四、**結果及分析:

**還只是理論上的結果,具體資料還應根據實際電路的結果進行修正。

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