1、扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告题 目： 基于测温三极管传感器的温度测控电路设计 课 程： 测控电路与传感器课程设计 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 测控0902 姓 名： 张健 学 号： 091301222 指导教师: 纪晓华 杨鹏 完成时间: 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I第 二 部 分课程设计报告7目 录1课题简介11.1 基于测温三极管的温度测控电路设计简介12设计要求及技术指标12.1 课程设计的目的和设计的任务12.2 课程设计的要求及技术指标13总方案及原理框图13.1 设计的原理框图13.2 设计的总方案24各组成部分的工作原
2、理24.1 电路的设计24.2 总原理图34.3 电路工作原理34.4仪器的选择与计算34.5制作与调试45实验结果分析46改进意见、收获、体会、设计总结56.1改进意见56.2收获、体会、设计总结56.3成果展示67仪器仪表清单78参考文献81、课题简介1.1 基于测温三极管的温度测控电路设计简介应用C1815三极管集电极与基极相连构成二极管温度传感器，温度测量范围为-55l25度。三极管温度传感器与电阻组成温度电桥电路，在发酵与食品加工过程中用于监测、控制恒温箱中的温度，此温控电路可实现恒温控制和超温报警指示功能。工作电路输出二值输出；另外可用毫安表模拟显示温控器温度2、设计要求及技术指标
3、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； 2、恒温度控制温度：803、报警温度： 85； 4、使用环境温度：常温5、输出信号：二值输出控制继电器工作；6、恒温控制，风机工作指示、超温报警功能；7、非线性误差：1。3
4、、总方案及原理框图3.1 设计的原理框图本课题中测量控制电路组成框图如下所示：图 3-13.2 设计的总方案在该装置中恒温设置温度点为80，报警设置温度点为85电路工作过程为：由电阻和C1815组成一个温度电桥，由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，从而控制风机的起停；或发出报警信号。在温度控制器中，两个温度控制点设置均可通过电位器来进行调节，调节须在装置投入运行前完成。工作时当温度高于80时，能使风机断电停止工作，并用指示灯作为工作状态指示器；当温度低于80时，情况正好相反，使风机开始工作。当温度高于85时，发出报警信号。注意事项：为避免测温三
5、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0.5mA。4、各组成部分的工作原理 4.1电路的设计图 4-14.2总原理图图4-24.3 电路工作原理 Rl，R2，WX和BGl组成一个温度电桥，BGl由硅三极管接成二极管，制成温度传感器。放大了的温度信号由ICl的6脚分别加至IC2-1组成的温度报警器和IC22组成的温度控制器上。在温度控制器中，W6为温度控制点设置电位器。在该装置中设置点为80，当温度高于80时，由运算放大器构成的比较器输出高电平，使晶体管BG3(C1815)导通，带动一次继电器J2(JQX-13F)，则中问继电器J3断开，风机断电停止工
6、作，其中D2作为工作状态指示器。当温度低于80时，情况正好相反，使晶体管BG3(C1815)截止，一次继电器J2(JQX-13F)断电，中间继电器J3通电，风机开始工作。W5为温度报警点设置电位器。另外，ICl的输出可由微安表指示，W3和W4为表头校准电位器。4.4仪器的选择与计算为避免测温晶体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。电桥平衡桥臂上流过的电流取0.5 mA。放大电路ICl选用集成电路741，IC2选用集成电路4558，IC3选用报警声集成电路。BGl, BG2和BG3均选用C1815三极管。指示器D2选用5mm绿色发光二极管。温度
7、报警点设置的电位器W5选用10k的。 电阻的选择: R1=20K,R2=20K,R3=10K,R4=10K,R5=220K,R6=120K,R7=2.2K,R8=1K,R9=9.5K,R10=1K,R11=100，R12=100,WX=3K,W1=500K,W2=12K,W3=1K,W4=100K,W5=10K,W6=10K。 4.5制作与调试除了电动喇叭、微安表和电位器外，所有元器件焊装在印制板上，然后装入塑料机壳中，机壳面板上留有适当位置用于焊装喇叭、微安表和电位器。 本电路焊装完毕，即可进行调试。 调试时，首先短接ICl的两输入端，调整W2使放大器输出为0V，指示表头应显示为0。置传感器
8、头于冰槽中，调WX使其显示为0，再置传感器头于80的恒温缸中，调W1使显示为80，可用标准水银温度计校准。其中WX和负载电位器W1应反复调节，为了调试方便，可先断开+20V电源使输出部分不工作。5、实验结果分析实验结果水温（）电压1(V)电压2(V)均值(V)851.84401.83001.8370801.79501.79001.7925751.71301.71501.714701.69121.68501.6881651.63951.64051.6400601.58801.59201.5900551.53401.53601.5350501.47001.47501.4725451.42001.4
9、2301.4215401.36501.36401.3645351.29401.29501.2945表 5-1图 5-1连接好全部的电路，将三极管放入热水中，用温度计监测热水的温度,当温度达到80时，绿灯点亮；当温度达到85时，红灯点亮；当温度下降到60以下时两个灯都熄灭。实验结果已到达预期的要求。5、 改进意见、收获、体会、设计总结6.1 改进意见 由于三极管传感器在测温度时，对温度的感应有点延迟，在温度计达到80和85时的实际电压对应的温度比实际的要低，故在设计时应把报警电压设置的稍微低点。6.2 收获、体会、设计总结 知识已经学了几个学期了，有些都遗忘了，课程设计时必须得复习之前的知识在设
10、计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。经过一个星期的实习，过程中有各种曲折。从原理图开始设计，无从起头，参考了好多资料，终于开始一步步的设计，设计出每一块的的电路，然后拼接起来，但是这次电路设计没有仿真，后来老师给了统一的原理图，然后发了器件开始焊接，当然焊接不是什么很困难得事情，只是要严格按照原理图，仔仔细细的焊接，哪里遗漏的话检查起来就比较麻烦。而在测试的时候玉带的问题就比较多了。也通过这次课程设计，我更加明白了团队的重要性，一个好的团队的效率是补课估量的。我们团队里额度两人分工合作，遇到问题集
11、中讨论，效率才可以上去。这次课程设计让我明白了很多。首先，理论与实际联系的重要性：光有理论知识，而动手能力弱是不行的，也不能片面的强调实践的重要性而忽略理论知识，做东西的时候也会漏洞百出；其次，基础课的重要性：此次传感器与测控电路课程设计涉及到很多基础课的内容，当然在实践的时候我还是回去翻阅以前的书本；最后也最重要的是团队力量。6.3成果展示图 6-17、仪器仪表清单序号元器件、仪表名称及型号数量1C18153只2运放UF7411只3MC45581只4LED灯红绿各一只5IN41482只6继电器2只8电阻1002只电阻 1 K 2只电阻2.2K1只电阻9.5K1只电阻10K2只电阻20K2只电
12、阻120K1只电阻220K1只9电位器1K1只电位器3K1只电位器10K2只电位器100K1只电位器470K1只电位器12K1只表 7-18、参考文献1 张国雄主编.测控电路.机械工业出版社.20082 陈杰，黄鸿主编.传感器与检测技术.高等教育出版社.20093 王成华主编.电子线路基础教程.科学出版社.20004 李万臣主编.模拟电子技术基础实验与课程设计.哈尔滨工程大学出版社.20015 孙梅生主编.高教出版社.19896 电子电路百科全书（1.2.3.4.卷）.科学出版社 第 三 部 分焊接电路图第 四 部 分工厂实习报告在传感器与测控电路课程设计后的一周时间里，我们参观了和我们专业有
13、关的和就业方向有关的几家企业，迫在眉睫的就业不得不让我们仔仔细细的参观，提前了解各个公司的发展状况和对人才的引进，以便于在接下来的一年里刻苦要求自己成为公司需要的人才，不仅是在专业技能上，而且在人际交往的环节上，还有等等方面，努力把自己塑造成合格的社会需求的合格人才。下面把对印象比较深的额几个公司的参观情况做一下简要的概括，并谈一下自己的参观感受。 一个是江都恒信仪表公司，我们参观了整个生产流水线。产品是IC射频的智能水表，一开始看到的就是内置电路板的焊接，然后就是装配，这个就没有什么，关键的最后的调试部分，有专门的人员通过仪器一个个的检测，是否合格。虽然看起来比较简单，但是从内置电路设计到各
14、个零部件之间的机械吻合都需要精密的设计，真正要设计一件产品是真的需要花一番功夫的。 另外一个是泰州的引江河水坝站，在里面看到的都是比较先进的自动控制技术，所有的数据都是通过电脑采集、分析，自动生成报表，自动监测室，如果有什么特殊的情况或者危险情况都会自动报警使得工作人员得知，然后可以及时的采取措施，以免造成不必要的损失。因为基本都是靠电脑监测和控制，所以里面的工作人员比较少。还有得知这里的控制系统是由我们学院的唐鸿儒教授参与设计的，也备感欣慰和亲切，感觉关系更拉近了一步。之后我们又看到了水坝站的整体概况，在合理分配地域水资源的同时，更是修建自然风景区发展旅游业，带动区域经济的发展，介绍人员也向
15、我们预见引江和水坝站的的未来，这么浩大的工程使他也备感的自信和光荣。还有一个是扬州的奥利威公司，专门生产汽车上的油门传感器。首先经理向我们介绍了公司概况，并表明了他对想要进入他们公司的要求和观点，虽然语气比较强烈，但是是真实的企业对招聘员工的要求，其中特别指出了对员工做人的方面的要求，我也认识到，知识技能知识一部分，如何做人在社会中的重要性。之后还是参观其生产的流水线，我们的一个学长也是从大一开始领导我们的辅导员就在里面工作，担任设计的部分，我们找到了他带我们参观讲解了一下，其操作那一部分没有什么技术含量，基本都是学会使用机器就可以了，都是自动化的。而设计的部分因为场合不允许，所以就没能带我们参观。这次参观实习的总体感受就是，技术知识是必须的，一个人的能力强弱能决定他的工种的次优，整体在学校无所作为的话，毕业了怎么能去适应一个需要专业技能的工作。其次就是做人，是奥利威公司的经理提出的，工作需要踏实，做人也要踏实，不要老是想着跳槽，还有就是和同事的相处，团队合作的精神也是很重要的。
