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二极管温度传感器课程设计报告

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课程设计报告题目：温度测控电路设计课程：模拟电子电路实习专业：电子信息工程班级：10级电信（1）班姓名：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-40℃～125℃，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℃～125℃）。

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：二极管温度传感器反向比较器制热继电器2驱动电路1驱动电路2制冷继电器1同相比较器差动放大器转换电路指示电路2指示电路1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：-40～125℃；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LM3244．电阻、电容若干、红、绿发光二极管5．温度传感器1N41486．万能电路板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1课题简介 (1)2设计要求及技术指标 (2)2.1课程设计的目的和设计的任务 (2)2.2课程设计的要求及技术指标 (2)3总方案及原理框图 (3)4各组成部分的工作原理 (4)5电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用 (6)6总原理图 (8)7电路安装、调试步骤及方法 (9)8实验结果分析 (10)9改进意见、收获、体会、设计总结 (11)10仪器仪表清单 (12)参考文献 (13)1课题简介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。

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。

2设计要求及技术指标2.1课程设计的目的和设计的任务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2.2课程设计的要求及技术指标1.设计、组装、调试测控电路2.温度控制范围：-40～125℃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％3总方案及原理框图方案一：方案二：本课题中测量控制电路组成框图如下所示：二极管温度传感器反向比较器制热继电器2驱动电路1驱动电路2制冷继电器1同相比较器差动放大器转换电路指示电路2指示电路1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 。

4各组成部分的工作原理4.1转换电路：将二极管IN4148采集的温度信号转换成电信号。

4.2差动放大器：由于电信号非常微弱，需要将电信号放大处理。

4.3同相比较器：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。

4.4反向比较器：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。

5电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用5.1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5.2LM324特性：LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。

可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或+16V。

1.短跑保护输出2.真差动输入级3.可单电源工作：3V-32V4.低偏置电流：最大100nA（LM324A）5.每封装含四个运算放大器6.具有内部补偿的功能7.共模范围扩展到负电源8.行业标准的引脚排列9.输入端具有静电保护功能5.3 9013三极管特性：9013是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是NPN型小功率三极管。

1.集电极电流Ic：Max 500mA2.工作温度：-55℃ to +150℃3.集电极-基极电压Vcbo：40V4.主要用途：放大电路5.4 IN4148特性：1.反向漏电流小2.开关速度快3.最大功率耗散500mW4.高稳定性和可靠性5.封装: DO-35 玻璃封装6.极性: 色环端为负极7.安装位置: 任意8.极限值和温度特性 TA = 25℃除非另有规定6总原理图2314111IC1ALM324AN 2314111IC2ALM324AN2314111IC3ALM324AN 2314111IC4A LM324AN V29013VD3K2V19013VD2K1VD4GREENVD5REDR16RP3R17RP4R1R2R3R6R7R4R5R8R9R10R11R12R14R13R15RP1RP2VD1C1+5VCCVCC V01V02V03V04+VCC -VCC+VCC +VCC +VCC -VCC-VCC-VCC+5VCC+5VCC+5VCC+5VCC123JP2123JP3二极管温度传感器12JP1VD1+VD1-VD1+VD1-7电路安装、调试步骤及方法7.1参考电路图(见上图)。

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大学物理实验-温度传感器实验报告

大学物理实验-温度传感器实验报告

关于温度传感器特性的实验研究摘要：温度传感器在人们的生活中有重要应用，是现代社会必不可少的东西。

本文通过控制变量法，具体研究了三种温度传感器关于温度的特性，发现NTC电阻随温度升高而减小；PTC电阻随温度升高而增大；但两者的线性性都不好。

热电偶的温差电动势关于温度有很好的线性性质。

PN节作为常用的测温元件，线性性质也较好。

本实验还利用PN节测出了波尔兹曼常量和禁带宽度，与标准值符合的较好。

关键词：定标转化拟合数学软件EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR1.引言温度是一个历史很长的物理量，为了测量它，人们发明了许多方法。

温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量，具有反应时间快、可连续测量等优点，因此有必要对其进行一定的研究。

作者对三类测温元件进行了研究，分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化的关系。

2.热电阻的特性2.1实验原理2.1.1Pt100铂电阻的测温原理和其他金属一样，铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性。

利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω（即Pt100）。

铂电阻温度传感器精度高，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，本实验即采用这种铂电阻作为标准测温器件来定标其他温度传感器的温度特性曲线，为此，首先要对铂电阻本身进行定标。

按IEC751国际标准，铂电阻温度系数TCR定义如下：TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1)其中R100和R0分别是100℃和0℃时标准电阻值（R100=138.51Ω，R0=100.00Ω），代入上式可得到Pt100的TCR为0.003851。

Pt100铂电阻的阻值随温度变化的计算公式如下：Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃<t<0℃) (1.2)式中Rt表示在t℃时的电阻值，系数A、B、C为：A=3.908×10−3℃−1；B=-5.802×10−7℃−2；C=-4.274×10−12℃−4。

课程设计报告 温度传感器

课程设计报告 温度传感器

单片机控制ADC0809模数转换及显示的设计【摘要】传感器的作用是将不易检测的非电量信号转换为易于检测的电信号，如电压、电流、电荷等，为了实现系统自动化和智能化，就需要有中央处理器对外界信号进行分析并作出相应的处理，而CPU属于数字系统，只能用于处理数字信号，这就需要将模拟信号转换成数字信号来处理，因此，信号采集与处理系统的设计与研究有着十分重要的意义。

【关键词】模数转换 CPU【Abstract】The function of the sensor is to convert unelectronic signal to electronic signal which is easy to be tested, such as voltage\current\charge. To realize automation and intelligent of the system , there is necessity that CPU need to analyze the outer signal and response to it, but CPU is digital system, and it can only process the digital signal directly, so we must convert the analog signal to digital signal firstly. It is important to design and study the sample and process system.【Keywords】the converting of analog to digital CPU一、设计目的1.学习操作数字电路设计实验开发系统，掌握数据采集工作原理及应用。

2.掌握proteus和单片机C语言设计方法。

3.学习掌握单片机设计的全过程。

18B20温度传感器 课程设计报告

18B20温度传感器 课程设计报告

课程设计报告目录一．设计任务二．方案论证三．硬件设计3.1 DS18B20简介AT89C51型单片机简介3.2 总电路的设计图四．软件设计3.1 主程序框图3.2 初始化子程序18B20的主程序3.3 调试及运行五. 课程设计总结一、设计任务1. 熟悉电子系统开发的思路和步骤；2. 熟悉Keil C开发环境，并对18B20、LED数码管、4*4键盘等外围模块的驱动进行编写调试，学会基本的驱动开发思路，并通过调试学会定位问题的能力；3. 分别使用汇编语言和C语言编写调试整个电子系统的控制程序，学会电子系统的软件开发思路；4. 通过protel学会如何绘制原理图及PCB版图，从而完成整个电子系统的软硬件开发；二、方案论证A、分析本次设计任务可知：1．本设计要利用DS18B20测量温度，需要用89C51单片机控制DS18B20测量温度，并将DS18B20测得温度读取到单片机中来。

2. 本设计要用LED显示温度，可用五个共阳极LED，采用动态扫描法显示读取到单片机中的温度。

显示格式举例如下：（1）温度为正值————101.1 、99.2 第四个LED总是显示点号。

（2）温度为负值————-23.1 第一个总是显示一横，第四个总是显示点号。

B、经以上分析可得：可将本设计功能分为两大模块：1、DS18B20设置模块2、测温电路及其程序3、显示电路及其程序3. 在硬件电路上还要加上必要的基础电路：（1）时钟电路本次设计采用时钟频率为：12MHZ（2）按键测温电路及其程序按一次按钮即测一次温度并将测得的温度显示出来）C 、系统总体方案系统原理框图：由图可知该测量系统由DS18B20组成的测量电路和单片机控制电路组成。

系统通过DS18B20采集到的数据，然后通过单片机微控制芯片经过数据处理，最后通过数码管实时显示所测空气的温度。

用单个DS18B20采集温度采集温度并将其显示在LED 灯上，温度只需显示整数，小数位位不做要求；设置报警上下限，当按下键盘上的SETUP 键时，DS18B20不工作，从键盘上输入温度的上下限值，前边的两个LED 显示器显示温度上线，后边的两个LED 显示器显示温度下限，当采集的温度越过上限和低于下限时，P0.4口的发光二极管灯亮，表示报警；温度上下限的设置要在30S 内完成，如果没完成，温度传感器自行工作，设置完成后，按下Enter 键DS18B20开始采集并显示温度。

温度传感器课程设计报告1

温度传感器课程设计报告1

温度传感器的特性及应用设计集成温度传感器是将作为感温器件的晶体管及其外围电路集成在同一芯片上的集成化温度传感器。

这类传感器已在科研，工业和家用电器等方面、广泛用于温度的精确测量和控制。

1、目的要求1．测量温度传感器的伏安特性及温度特性，了解其应用。

2．利用AD590集成温度传感器，设计制作测量范围20℃～100℃的数字显示测温装置。

3．对设计的测温装置进行定标和标定实验，并测定其温度特性。

4．写出完整的设计实验报告。

2、仪器装置AD590集成温度传感器、变阻器、导线、数字电压表、数显温度加热设备等。

3、实验原理AD590R=1KΩE=（0-30V）四、实验内容与步骤㈠测量伏安特性――确定其工作电压范围⒈按图摆好仪器，并用回路法连接好线路。

⒉注意，温度传感器内阻比较大，大约为20MΩ左右，电源电压E基本上都加在了温度传感器两端，即U＝E。

选择R4＝1KΩ，温度传感器的输出电流I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。

⒊在0～100℃的范围内加温，选择0.0 、10.0、20.0……90.0、100.0℃，分别测量在0.0、1.0、2.0……25.0、30.0V时的输出电流大小。

填入数据表格。

⒋根据数据，描绘V～I特性曲线。

可以看到从3V到30V，基本是一条水平线，说明在此范围内，温度传感器都能够正常工作。

⒌根据V～I特性曲线，确定工作电压范围。

一般确定在5V～25V为额定工作电压范围。

㈡测量温度特性――确定其工作温度范围⒈按图连接好线路。

选择工作电压为10V，输出电流为I＝V/R4＝V（mV）/1KΩ＝│V│（μA）。

⒉升温测量：在0～100℃的范围内加热，选择0.0 、10.0、20.0……90.0、100.0℃时，分别同时测量输出电流大小。

将数据填入数据表格。

注意：一定要温度稳定时再读输出电流值大小。

由于温度传感器的灵敏度很高，大约为k=1μA／℃，所以，温度的改变量基本等于输出电流的改变量。