【正文】 ................................................ 21 電源電路的電路圖 .............................................. 21 電路分析 ...................................................... 21 結(jié) 論 .............................................................. 23 致 謝 .............................................................. 25 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................ 26 附錄 A ............................................................. 27 附錄 B ............................................................. 28 1 引 言 溫度是一個(gè)基本物理量，也是一個(gè)與人們的生活環(huán)境、生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)的重要物理量。溫度的測量和控制技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，經(jīng)常需要對某一系統(tǒng)的溫度進(jìn)行測量，并能自動(dòng)地控制、調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的溫度。通過該設(shè)計(jì)我們可以直觀看到溫度視數(shù)變化，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度。 、設(shè)計(jì)任務(wù) 進(jìn)一步熟悉模擬和數(shù)字設(shè)計(jì)方法和規(guī)范，并進(jìn)一步鞏固所學(xué)模擬電子及相關(guān)知識， 達(dá)到綜合應(yīng)用電子技術(shù)的目的，培養(yǎng)設(shè)計(jì)開發(fā)以及動(dòng)手實(shí)踐等能力，學(xué)會(huì)閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)，查找器件手冊與相關(guān)參數(shù)，獨(dú)立思考分析，完整理總結(jié)設(shè)計(jì)報(bào)告。了解溫度傳感器件的功能，學(xué)會(huì)在實(shí)際電路中應(yīng)用。進(jìn)一步熟悉集成運(yùn)算放大器的線性和非線性應(yīng)用。 了解檢測溫度的傳感器種類不同，采用的測量電路和要求不同，執(zhí)行器、開關(guān)等的控制方式也不同 。 運(yùn)用電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)溫度測量和控制任務(wù)，完成溫度測量和控制電路的連接和調(diào)試。學(xué)會(huì)對電子電路的檢測和排除電路故障，進(jìn)一步熟悉常用電子儀器的使用，提高分析問題和解決問題的能力。 、設(shè)計(jì)要求 1) 能把 溫度量轉(zhuǎn)換成比例的模擬電信號（電壓或電流）； 2) 把模擬電信號變換成數(shù)字信號； 3) 最后通過數(shù)字電路（計(jì)數(shù)、譯碼和顯示）直接指示出溫度值； 4) 被測溫度和控制溫度均可數(shù)字顯示； 5) 測量溫度為 0?8000C，精度為 ?0． 50C； 2 設(shè)計(jì)方案： 圖 ：熱電偶溫度控制方框圖 比較器：選用運(yùn)放構(gòu)成的遲滯比較器 A/D 轉(zhuǎn)換、顯示電路：選用 ICL7107 熱電偶可采用冷端補(bǔ)償（冷端恒溫法、補(bǔ)償導(dǎo)線法），經(jīng)過非線性反饋進(jìn)行校正，形成線性凋零電路，量程調(diào)整采用定位器，設(shè)定值采用外圍硬件，用 7107芯片 A/D 轉(zhuǎn)換，用共陽數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)。 比較器 設(shè)定值 控制開關(guān) 冷端補(bǔ)償 溫度傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換器 顯示 線性校正 放大電路 驅(qū)動(dòng)電路 電源 3 溫度傳感器 本次采用 K型熱電偶。 K型熱電偶作為一種溫度傳感器， K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。 K 型熱電偶可以直接測 量各種生產(chǎn)中從 0℃ 到 1300℃ 范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。 圖 ： K 型熱電偶 K 型熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要 部件 組 成。 K 型熱電偶具有線性度好，熱電動(dòng)勢較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性惰性氣氛中廣泛為用戶所采用。 、 熱電偶的測溫原理 熱電偶測溫必須由熱電偶、連接導(dǎo)線及顯示儀表三部分組成。下圖是最簡單的熱電偶測溫示意圖。 圖 ： 熱電偶溫度計(jì)示意圖 按右圖組成的熱電偶蕊及測溫電偶絲 1 ，如果將熱電偶的熱端加熱，使得冷、熱兩端的溫度不同，則在該熱電偶回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢，這種物理現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象 (即熱電效應(yīng) )。在熱電偶回路中產(chǎn)生的電勢由溫差 電勢和相接觸電勢兩部分組成 接觸電勢：它是兩種電子密度不同的導(dǎo)體相互接觸時(shí)產(chǎn)生的一種熱電勢。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體 A 和 B 相接觸時(shí)，假設(shè)導(dǎo)體 A和 B的電子密度分別為 Na和 Nb 并且 NaNb，則在兩導(dǎo)體的接觸面上， 4 電子在兩個(gè)方向的擴(kuò)散率就不相同，由導(dǎo)體 A擴(kuò)散到導(dǎo)體 B 的電子數(shù)比從 B擴(kuò)散到 A 的電子數(shù)要多。導(dǎo)體 A 失去電子而顯正電，導(dǎo)體 B 獲很電子而顯負(fù)電。因此，在 A、 B 兩導(dǎo)體的接觸面上便形成一個(gè)由 A 到 B 的靜電場，這個(gè)電場將阻礙擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)進(jìn)行，同時(shí)加速電子向相反方向運(yùn)動(dòng)，使從 B到 4 的電子數(shù)增多，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí) A、 B 之間也形成一電位差，這個(gè)電位差稱為接觸電勢。此電勢只與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)相接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)，當(dāng)兩種導(dǎo)體的材料一定，接觸電勢僅與其接點(diǎn)溫度有關(guān)。溫度越高，導(dǎo)體中的電子就越活躍，由 A 導(dǎo)體擴(kuò)散到 B 導(dǎo)體的電子就越多，致使接觸面處所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度越高，因而接觸電勢也就越大。這樣將 1 產(chǎn)生的溫差熱電勢通過連接導(dǎo)線 2 在顯示儀表 3 中顯示出來。 、 K 型熱電偶特點(diǎn) 檢出 (測溫 )元件熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。必須配二次儀表，其優(yōu)點(diǎn)是： ① 測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 ② 測量范 圍廣。常用的熱電偶從 50~+1600℃ 均可連續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到 269℃ （如 金鐵 鎳鉻），最高可達(dá) +2800℃ （如鎢 錸）。 ③ 構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。 表 1： K 型熱電偶分度表 溫度 0 10 30 50 70 90 100 0 0 100 200 300 400 500 600 700 5 冷端補(bǔ)償 熱電偶測量溫度時(shí)要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時(shí)，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將影響嚴(yán)重測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償。 熱電偶的熱電勢是以冷端在零度為標(biāo)準(zhǔn)測量的。然而，通常測量時(shí)儀表是處于室溫之下的，由于冷端不為零度，造成熱電勢差減小，使測量不準(zhǔn)，出現(xiàn)錯(cuò)誤。 不補(bǔ)償會(huì)出現(xiàn)測量錯(cuò)誤。例如用毫伏計(jì)測量溫度，熱電偶冷端為 50度，接補(bǔ)償導(dǎo)線，補(bǔ)償導(dǎo)線冷端為室 溫 20度，如果不采取調(diào)整零點(diǎn)的方法，測量顯示溫度為實(shí)際溫度減去 20 度。 圖 4 .1：補(bǔ)償電路 6 放大電路 “ 放大 ” 的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)能量的控制，即 能量的轉(zhuǎn)換 ：用能量比較小的輸入 信號 來控制另一個(gè)能源，使輸出端的負(fù)載上得到能量比較大的信號。放大的對象是變化量，放大的前提是傳輸不失真。 放大 —— 把微弱的電信號的幅度放大。 一個(gè)微弱的電信號通過放大器后，輸出電壓或電流的幅得到了放大，但它隨時(shí)間變化的規(guī)律不能變，即不失真。 根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器可分為四種類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。 （ 1）電壓放大倍數(shù)定義為 : AU=uo/ui （ 2）電流放大倍數(shù)定義為 : AI=io/ii （ 3）互阻