简易温度传感器设计报告1

温度传感器设计报告

机制091 109011016 詹杭羽

前言：在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。

一、设计原理：

常温下，开关二极管IN4148的管压降为0.7V左右，其值随温度的变化而变化，其关系曲线如下图所示：

即温度每上升1℃正向压降降低2mV，利用此关系即可对温度信号进行捕获，然后经运放进行放大即可在相关仪器上显示温度的变化情况。

二、总电路图：

三、设计分析：

总电路可分为两部分，前置部分与后面的放大大电路。

1、恒流源部分：

经查资料得知，二极管的管压降与温度构成线性关系需其处于一个恒流状态下。如图所示：

通过R2与R3的分压，运放输入端可获得约0.3V的电压，根据虚短原理，R1两端获得4.7V的电压，然后根据虚断原理，可得流过二极管的电流约为1mA，其值恒定不变，因而达到恒流的目的。另C1的作用是滤去前置电路中的交流成分，提高电路的稳定性。

2.放大部分：

可变电阻用来调节输出电压的值，在设定的起始温度下（如0℃）调节可变电阻使运放两输入端电压相等，此时输出为零，对应于外接电压表的零刻度。考虑到恒流源中运放输出电阻的影响，R4取值不宜过小，应设计要求，取放大倍数为50，即温度每升一度输出的值变化为0.1V，故在0～100℃输出电压对应的范围为0～10V。V1为

模拟电压源，模拟二极管的压降变化。为增加电路的稳定性，加入C2滤波。

四、仿真结果及分析：

仿真还只是理论上的结果，具体数据还应根据实际电路的结果进行修正。