目录
一、设计要求 (2)
二、课程设计的作用、目的 (2)
三、设计的具体实现 (2)
3、1系统概述 (2)
3、2单元电路设计、仿真与分析 (3)
（1）温度传感器的选择 (3)
（2）K-0C变换 (5)
（3）放大 (7)
（4）比较 (11)
（5）执行机构 (14)
四、新得体会及建议 (16)
4、1四个问题 (17)
（1）问题1 (17)
（2）问题2 (18)
（3）问题3 (18)
（4）问题4 (18)
4、2一个疑惑 (19)
（5）疑惑1 (19)
五、附录 (19)
电子元器明细表 (20)
六、参考文献 (21)
一、设计要求：
1.要求控制电路能够对室温22~66度有非常敏感的反应。
有温度设定功能，例如限制温度为40度，对应4Ｖ电压。
2.当温度超过设定值时，指示灯点亮，进行报警提示。
3.总体设计画出原理框图。
4.单元电路设计。
5.利用仿真软件进行电路仿真，列出元件明细表。
6.撰写设计说明书。
二、课程设计的作用、目的
模拟电路课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环通过该教学环节，要求达到以下目：
1、使学生进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；
2、使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
3、熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
三、设计的具体实现
1、系统概述
为了实现对水温的检测及控制，首先需要传感器将温度信号转换为电信号，将采集的电信号进行处理使电信号与温度有一一对应的关系，并且由于温度传感器采集的信号为微弱的电信号，还必须将信号放大，再与设定温度所对应的电信号进行比较，由
比较结果输出控制报警以及加热电路的工作状态。从而实现对水温的实时检测。当水温低于设定温度时，进行加热；水温高于设定温度则，停止加热并报警。
制过程分为以下六个模块分别为：温度传感器、K--o C变换、放大、比较(包含温度设置)、执行机构（加热及报警）、被控制对象（不在电路设计之列，为了更好的说明功能的实现，故提出）。
传感器把温度信号转换成电流信号或电压信号；K-o C变换将热力学温度K转换成摄氏温度O C；并送入比较器与预先设定的固定温度值进行比较，由比较器输出电平的高低变化来控制执行机构（如继电器）工作，实现温度的自动控制。
原理框图如下：
图3.1.1 整体设计框图
2、单元电路设计、仿真与分析
⑴、温度传感器的选择
方案一、选用热电偶温度传感器。热电偶是基于塞尔克现的温差电动势效应而制成的。两种不同金属线A和B连在一起，当
温度T 和0T 不同时，在1C 和2C 两端即显出温差电动势E,E 与T 、
0T 的关系
00()()E S T T T T αξ=-+-+
式中，S α称为塞贝尔克系数，其值大约为10Uv/℃,与金属的种类有关; ξ为常数。
常用之类温度传感器有热电偶铂-铂铑热电偶，测量范围
0~1600℃；镍铬合金-镍吕合金热电偶，测量范围为-200~1200℃；铜-康铜热电偶的测量范围-200~250℃，在0T =℃， 0100T =℃时，这些热电偶的电动势分别为0.6452mV 、 4.095mV 、4.277mV 。
热电偶适合于测量精度要求不高但测量范围较宽、测量上线较高的场合。线性度、稳定性 方面都很好，但其成本较高，一般在小系统中很少使用。
方案二、采用测温电阻传感器。顾名思义，测温电阻
就是电阻值随温度变化而变化，常用的测温电阻有两种，一种是金属测温电阻，一种是半导体测温电阻。对于高精度的场合，使用金属测温电阻非常适合，它的稳定性和线性性都很好，并且量程很大。半导体材料的测温电阻俗称热热敏电阻，由于它的量程较小，线性性也不是很好，大多数时候都用于电路板上的温度补偿。
电阻率可以表示为：
1/ng ρμ=
式中，n 为电子浓度；g 为电子量；μ为电子迁移率。对于金属而言，n 和g 都是常数，不随温度改变，只有迁移率与温度成反比。
金属测温电阻常用铂制造，因为铂的化学性质稳定又耐高温。常用的铂电阻有两种，一种是100Pt 型，一种是1000Pt 型。
100Pt 型铂电阻表示0℃在时的电阻为100Ω，
同理1000Pt 型铂电阻表示1000Ω。市售的铂电阻测温参数，一般标注0℃时的测温电阻阻值0R 和100℃时的电阻值，电阻的测温灵敏S 可表示为；
1000()/100/S R R =-Ω℃
使用铂电阻测温，其精度可达1/mV K 以内，此时对阻的测量精度必须保持在万分之几。
显然，选用金属测温电阻虽然各方面性能较好，但价格贵，性价比不高；选用此类元器件优价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。
方案三、AD590是美国Analog Devices 公司生产的二端式集成温度——电流传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等一系列优点。它的测温范围我-50~150度，满刻度范围误差为+0.3度,当电源电压在5V 、10V 之间，稳定度为1%时误差只有+0.01度,完全实用本设计对水温测量的要求。另外，AD590是温度—电流传感器，对于提高系统的抗干扰能力有很大的帮助，因此本设计选用AD590作为温度传感器。
⑵、K -0C 变换
AD590温度传感器简介
AD590是单片集成感温电流源，具有良好的互换性和线性性质，能够消除电源波动，输出阻抗高达10M Ω。器件采用B -1型金属封装。其主要特征如下：
