数字温度计的设计精选.doc

Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称： 课程设计 ? 设计题目： 数字温度计的设计 院 系： 电子与信息工程学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间：2011年4月15日至2011年6月6日 哈尔滨工业大学 2011年4月15日星期五 哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 院 （系）： 专 业： 班 号： 任务起至日期： 2011年 4 月15 日至 2011 年 6月5日 课程设计题目： 数字温度计的设计 已知技术参数和设计要求： 根据给定主要功能要求和主要元器件，设计一个完整的数字温度计。 (1) 自制稳压电源 (2) 被测温度的范围在0至200°C (3) 用4位数码管显示温度值 工作量： 查找资料 设计论证方案 具体各个电路选择、元器件选择和数值计算 具体说明各部分电路图的工作原理 绘制电路原理图 绘制印刷电路图 元器件列表 编写调试操作 打印论文 工作计划安排： 查找资料、设计论证方案具体各个电路选择、元器件选择和数值计算绘制电路原理图一周 绘制印刷电路图、元器件列表一周 编写调试操作、打印论文 一周 同组设计者及分工：每人一组单独完成 指导教师签字___________________ 2011年 4月13日 教研室主任意见： 教研室主任签字___________________ 2011年4月13日 *注：此任务书由课程设计指导教师填写。一、任务技术指标 主要内容： 设计一个数字温度计，测量范围：0～200 OC。温度的实时LED数字显示。测量温度信号为模拟量。 基本要求： 1.画出数字温度计的结构框图。 2.画出系统原理图、印制版图与仿真图。 3.计算所需器件数值，列写元器件清单 4.进行调试操作 5.按要求完成课程设计报告，打印报告 二、总体设计思想 1.基本原理 温度的测量，在工业生产的过程和科研工作中都非常重要。 数字式温度测量的特点是采用数码管直接显示出被测温度值，这种数字显示不仅直观，测量精度高而且便于进行自动控制。所以，数字温度计获得了广泛的应用。 （一）电路的功能和组成 数字温度计应具有下列基本功能： 1.能把温度测量转换为成比例的模拟电信号（电流或电压等）。 2.把模拟电信号变换成数字信号。 3.最后通过数字电路（译码和显示）直接指示出温度值。 （二）为了实现上述功能，可以有多种不同的方法，设计时应根据不同的设计要求和具体情况进行选择。 1.温度变换电路 目前广泛使用的温度传感器主要包括热电偶、热敏电阻、测温铂电阻、集成电路(IC)温度传感器、晶体管温度传感器等几种类型的传感器，这几类传感器又各有优缺点： ① 热电偶的灵敏度较低，但它能在很宽的温度范围内使用； ② 热敏电阻的工作温度范围较窄，但灵敏度高，有利于检测微小温差，但由于其输出的特性量是非线性的，在检测时要首先经过线性化变换，使用不方便； ③ 廉价集成电路(IC)温度传感器的性能离散度较大，必须经过校准后才可用于高精度测量； ④ 测温铂电阻温度系数的离散度很小，精确度较高，灵敏度也较好，特别适用于1 000℃以下温度的测量，但价格比较贵； ⑤ 晶体管温度传感器则是利用半导体材料PN 结电流电压特性和温度的相关性进行测温，它的最大优点是输出线性度好，测温精度也比较高，而且价格便宜，是比较有前途的一类温度传感器。 基于以上考虑，本文介绍的电路就采用PNP 三极管作为温度传感器。 2.放大电路 在该测量系统中，传感器的输出是放大器的信号源，然而改传感器的等效电阻不是常量。根据电压放大倍数的表达式： 可知，放大器的放大能力将随信号大小而变。为了保证放大器对不同幅值信号具有稳定的放大倍数，就必须使得放大器的输入电阻RiRs，Ri愈大，因信号源内阻变化而引起的放大