扬州大学能源与动力工程学院
课程设计报告
题目：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计课程：传感器与测控电路课程实习
专业：测控技术与仪器
班级：测控07
姓名：
学号：
总目录第一部分：任务书
第二部分：课程设计报告
第三部分：设计电路图
第一部分
任
务
书
《传感器与测控电路课程实习》课程设计任务书
课题：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计
温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关，也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。随着科学技术的发展，使得测温技术迅速发展，测温范围不断拓宽，测温精度不断提高，新的温度传感器不断出现，如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。由于检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式不同，所以相应的硬件和软件也就不同。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》，《测控电路》，《模拟电子技术基础实验与课程设计》，《电子技术实验》等书的有关章节。
一、基于测温二极管传感器的温度测量控制电路设计简介
应用1N4148二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-65℃～200℃，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在要求的范围之内（40℃～60℃）。要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。
二、基于测温二极管传感器的温度测控电路设计的工作原理
本课题中测量控制电路组成框图如下所示：
电路工作过程为：由二极管IN4148作为温度传感器采集温度信号，经差动放大后，送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较，当温度低于控制温度下限值时，红色发光二极管
亮，继电器1动作，控制加热器开始加热。当温度高于控制温度上限值时，绿色发光二极管亮，继电器2动作，控制制冷器开始制冷。当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，继电器全断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。
注意事项
为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响，电路设计时注意不要使通过测温元件的电流超过1mA。
三、设计目的
通过设计了解如何运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的连接和调试，学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。
1、掌握传感器选择的一般设计方法；
2、掌握模拟IC器件的应用；
3、掌握测量电路的设计方法；
4、培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
四、设计要求及技术指标
1、设计、组装、调试测控电路；
2、温度控制范围：40～60℃；
3、使用环境温度：常温
4、输出信号：二值输出控制继电器工作；
5、温度范围控制，制热和制冷指示功能；
6、非线性误差：±1％。
五、设计所用仪器及器件
1．直流稳压电源
2．万用表
3．运放LM324
4．电阻、电容若干、红、绿发光二极管
5．温度传感器1N4148
6．万能电路板
7．电烙铁等
六、日程安排
1．布置任务、查阅资料，方案设计；（2天）
根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出电路图。2．上机用EDA软件对设计电路进行模拟仿真调试；（2天）
要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。
3．电路的装配及调试；（3天）
在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。
4．总结撰写课程设计报告。（1天）
七、课程设计报告内容：
总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：
1．课程设计的目和设计的任务
2．课程设计的要求及技术指标
3．总方案的确定并画出原理框图。
4．各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写)
5．总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）。
6．电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。
7．实验结果分析，改进意见及收获。
8．体会。
八、电子电路设计的一般方法：
1．仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。
（1）设计总体方案。
（2）设计单元电路、选择传感器、测量电路元器件、根据需要调整总体方案
（3）计算电路（元件）参数。
（4）绘制总体电路初稿
（5）上机在EDB（或EDA）电路实验仿真。
（6）绘制总体电路。
2．明确电路图设计的基本要求进行电路设计。并上机在EDB（或EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，电路实验仿真大大减少人工重复劳动，并可帮助工程技术人员调整电路的整体布局，减少电路不同部分的相互干扰等等。
3．掌握常用元器件的识别和测试。电子元器件种类繁多，并且不断有新的功能、性能更好的元器件出现。需要通过互连网、图书、杂志查阅它们的识别和测试方法。对于常用元器件，不少手册有所介绍。
4、熟练使用仪表，了解电路调试的基本方法。通过排除电路故障，提高电路性能的过程，巩固理论知识,提高解决实际问题的能力。
5、独立撰写课程设计报告。
第二部分
课
程
设
计
报
告
目录
（另起一页）(正文)
1课题简介
*********
（格式：宋体5号，首行缩进2格，单倍行距，下同）
***********
（另起一页）2设计要求及技术指标（格式同上）
………………
课程设计的目的和设计的任务
课程设计的要求及技术指标
总方案及原理框图
各组成部分的工作原理
电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用
总原理图
电路安装、调试步骤及方法
实验结果分析
改进意见、收获、体会、设计总结
仪器仪表清单
（另起一页）参考文献
（列出你所利用的参考文献。格式参见下。）
（列出你所利用的参考文献。格式参见下。）
[1] 童诗白主编.《模拟电子技术基础》(第三版)·高教出版社.2001
[2] 杨素行主编.《模拟电子线路基础简明教程》杨素行(第二版)·高教出版社.1998
[3] 王成华主编.《电子线路基础教程》.科学出版社.2000
[4] 李万臣主编.《模拟电子技术基础实验与课程设计》(第一版)·哈尔滨工程大学出版社·2001
[5] 孙梅生主编.<<电子技术基础课程设计>>.高教出版社.1989
[6] 电子电路百科全书（卷）.科学出版社
[7] 电子技术类杂志、报刊
设计报告格式及要求
设计报告格式：
1、设计报告（或计算说明书）文本内容及要求：
文本内容包括：1）、封面；2）、任务书； 3）、目录；4）、正文；5）、致谢；6）、参考文献；7）、附录设计有关图纸
2、目录：按三级目录标题编写，层次要清晰，且与正文标题一致。主要包括正文主体、主要参考文献及附录等。
3、正文：正文部分要层次清楚，文字简练、通顺，突出重点。题序层次大致种类及格式要求：
4、参考文献：参考文献附于文末，应包含以下项目：
期刊文献的格式：作者、文章题目名、期刊名、年份、卷号、期数、页码
图书文献的格式：作者、书名、年份、版次、出版单位、页码
会议文献的格式：作者、文章题目名、会议名（论文集）、年份、卷号、页码
著录格式可参考GB7714－87《文后参考文献著录规则》。
5、设计报告打印要求
统一采用A4纸单面打印，正文内容一律采用小四号宋体字，外文字母及阿拉伯数字采用Times New Roman 小四号字型。
章节题目间、每节题目与正文间空一个标准行（单倍行距）。
页面设置为：上边距，下边距，左边距为，右边距为2CM，装订线，页眉，页脚，倍行距.
页眉设置：居中，以宋体小五号字键入“模拟电子技术课程设计”；
页脚设置：插入页码，居
第三部分
设
计
电
路
图