傳感器課程設計--利用集成溫度傳感器ad590設計電阻溫度計

1、<p><b>　　傳感器課程設計</b></p><p>　　題目: 利用集成溫度傳感器AD590設計電阻溫度計 </p><p>　　學院: 機械與電子工程學院 </p><p>　　專業(yè): 電子信息工程 <

2、;/p><p>　　年級: </p><p>　　班級： </p><p>　　姓名: </p><p>　　學號:

3、 </p><p>　　指導教師: </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 前言………………………………………………………………1</p><p>　　2 設計內容與要求…………………………………………………1</p><p>　　3 元器件

4、參數列表…………………………………………………3</p><p>　　4系統(tǒng)總體設計方案………………………………………………4</p><p>　　5系統(tǒng)工作原理……………………………………………………5</p><p>　　6系統(tǒng)硬件設計……………………………………………………6</p><p>　　7系統(tǒng)軟件設計…………………………………

5、…………………7</p><p>　　8系統(tǒng)調試與測試結果……………………………………………7</p><p>　　9測量結果分析……………………………………………………8</p><p>　　10結論………………………………………………………………8</p><p>　　11參考文獻…………………………………………………………8</p

6、><p><b>　　一.前言</b></p><p>　　物質的電阻率隨溫度而變化的現象稱為熱電阻效應。某些金屬如銅，鉑以及半導體材料的電阻都具有隨溫度而改變的現象。在一定的溫度范圍內，可以根據其電阻值隨溫度而變化的特性，制作溫度計，這種熱傳感測量的方法已在工業(yè)，農業(yè)，醫(yī)學，自動化控制，通信，家電等領域中得到廣泛的應用。</p><p>　　二.

7、 設計內容與要求</p><p><b>　　內容：</b></p><p>　　（1） 根據AD590工作原理，設計一種溫度測量裝置。</p><p>　?。?）被測溫度在室溫25℃——100℃；</p><p>　?。?）測量電路應包括溫度測量電路，電壓放大電路和報警電路。</p><p>&

8、lt;b>　　要求：</b></p><p>　　（1）部的實驗數據和曲線，完成實驗報告。</p><p>　?。?）文的形式寫出溫度傳感器的制作方法（包括設計過程以及所設計電路的電路圖）和實驗心得。</p><p>　　三. 元器件參數列表</p><p>　　四. 系統(tǒng)總體設計方案</p><p>

9、;<b>　?。?）電路組成</b></p><p>　　參考電路如圖所示： </p><p>　　電路由三部分構成：1.溫度測量電路 2.電壓放大電路 3.報警電路。</p><p><b>　　溫度測量電路 。</b></p><p>　　電路部分由AD590以及電阻R1,R2組成。其中最核心的

10、原件是集成溫度傳感器AD590。</p><p>　　AD590是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：</p><p>　　流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度度數，</p><p><b>　　即： mA/K </b></p><p>　　式中： —流過器件（AD590）的電流

11、，單位為mA； T—熱力學溫度，單位為K。 2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。 3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流 變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。 4、輸出電阻為710MW。 5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內，非線性誤差為

12、77;0.3℃.</p><p><b>　　(a)封裝形式</b></p><p><b>　　二 電壓放大電路</b></p><p>　　由上可知，外界環(huán)境溫度變化1K時，AD590輸出變化1mv，由于電壓變化較小，只有1mv/K，故為使得溫度變化效應容易測得，我們需要對反應變化的電壓輸出信號加以放大。我們采用運算放

13、大器對信號加以放大。電壓放大電路由運算放大器和電阻Ri以及Rf組成。其核心是運算放大器。</p><p>　　運算放大器及其應用簡介：</p><p>　　集成運放是高增益的放大器。若在它的輸入輸出之間加上反饋網絡，則可以實現不同的電路功能。例如，施加線性負反饋，可以實現放大功能，以及加減，微分，積分等模擬運算功能；施加非線性反饋，可以實現對數，乘除等模擬運算功能以及非線性變換功能：施加線

14、性或非線性反饋，或將正，負兩種反饋結合，可以實現生產各種模擬信號的功能。</p><p>　　適選擇Ri和Rf兩個電阻值以調節(jié)放大倍數。輸出電壓V0與加在Ri段的輸入電壓Vi之間滿足：V0=-Rf/Ri*Vi。</p><p>　　本次實驗所用的放大器型號為：OP27.</p><p><b>　　運放的反相放大器 </b></p>

15、<p><b>　　運放OP27介紹：</b></p><p>　　其中2腳為反相輸入端，3腳為同相輸入端，4腳接-Vs接負15V電壓，7腳接+Vs接正15V電壓，6腳為輸出端簡單的反相放大器電路如下圖所示： </p><p><b>　　三. 報警電路：</b></p><p>　　報警電路由繼電器和蜂鳴器

16、組成。</p><p>　　所謂蜂鳴器，就是當其在兩端加上合適的電壓時，會發(fā)出“滴”響聲的小元器件。</p><p>　　電磁式繼電器一般由鐵芯，線圈，銜鐵，觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力的吸引下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在這樣吸合釋

17、放，從而達到了在電路中的導通，切斷的目的.</p><p>　　五. 系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　簡單原理：由于溫度的變化會引起AD590的輸出電壓有變化。輸出電壓經過放大器放大輸出后帶動繼電器，電壓對繼電器的作用是當電壓到達一定值以后，繼電器使得蜂鳴器的回路導通，蜂鳴器就會發(fā)出報警。</p><p><b>　　六. 系統(tǒng)硬件設計</b&g

18、t;</p><p>　　按此電路接好連線，適當調整電路中電阻值得工作電阻，使得電壓放大適當的倍數，然后接通電源。適當改變傳感器的溫度，觀察變化。求的電路的工作參數，和結果。并做記錄。</p><p><b>　　七. 系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　用protelse99對電路圖進行仿真，效果圖如下：</p><

19、p>　　八. 系統(tǒng)調試與測試結果</p><p>　　測試結果比較成功，由于沒有AD590，實驗過程中用直流電壓源代替，當改變輸入電壓時，當電壓達到一定程度后，經過放大器后，使蜂鳴器的兩端電壓達到報警電壓。蜂鳴器響。</p><p><b>　　九. 測量結果分析</b></p><p>　　在室溫到100℃的溫度變化范圍內，輸出電壓V0

20、隨溫度變化基本呈線性變化。</p><p><b>　　十.總結</b></p><p>　　由于AD590精度高，價格低，不需要輔助電源，線性好，而且電路非常簡單，所以AD590廣泛應用于不同的溫度控制場合：測量熱力學溫度，攝氏溫度，兩點溫差，多點溫度，多點 平均溫度的具體電路。</p><p><b>　　十一.參考文獻</

21、b></p><p>　　【1】 袁希光主編.傳感器手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1986</p><p>　　【2】李科杰.傳感技術.北京：北京理工大學出版社，1989</p><p>　　【3】南航.北航合編.傳感器原理.北京:國防工業(yè)出版社，1980</p><p>　　【4】 郭振芹主編.非電量電測量.北京：中國計量出版社，198