數(shù)模電培訓(xùn)ying(編輯修改稿)
2025-04-28 23:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)框圖說明如下： （1） 信號(hào)調(diào)理模塊由于被測是溫度，由設(shè)計(jì)要求，溫度檢測用熱敏電阻。因?yàn)闊崦綦娮枋菍囟鹊淖兓D(zhuǎn)換成電阻值的變化，故在系統(tǒng)中應(yīng)有信號(hào)調(diào)理電路，其作用是將溫度的變化這樣一個(gè)非電量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后加以放大。以便后一單元電路檢測。信號(hào)調(diào)理電路的任務(wù)是將非電量轉(zhuǎn)換成電量并適當(dāng)放大。故該模塊為放大電路。（2） 水溫檢測模塊水溫檢測模塊的任務(wù)是將經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的溫度間接測量值與設(shè)計(jì)要求所設(shè)定的上限溫度，下限溫度進(jìn)行比較，從確定對(duì)被測對(duì)象是加熱還是不加熱，故該模塊電路的形式是參量比較器。（3） 加熱/停止加熱模塊加熱/停止加熱模塊的任務(wù)是對(duì)水溫用電熱絲進(jìn)行加熱或停止加熱。在這里，是對(duì)熱敏電阻進(jìn)行加熱，故該單元電路也是放大電路。溫度顯示模塊任務(wù)是將當(dāng)前的溫度反映在顯示器上，故其作用是將溫度的間接值，這樣的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量加熱/停止加熱顯示部分的作用是將兩個(gè)不同的狀態(tài)用不同顏色發(fā)生二極管顯示出來，這部分電路的任務(wù)是兩種不同的狀態(tài)顯示，故用開關(guān)電路即可1）信號(hào)調(diào)理模塊① 電路設(shè)計(jì) 信號(hào)調(diào)理模塊的任務(wù)是將非電量轉(zhuǎn)換成電量，然后加以放大，將非電量轉(zhuǎn)換成電量的傳感器用熱敏電阻。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，熱敏電阻的阻值發(fā)生變化，利用這一特性，將非電量（溫度）轉(zhuǎn)換成電量（熱敏電阻上的壓降變化），因此，信號(hào)調(diào)理模塊可以用三極管組成的放大電路，還可以用由運(yùn)算狀態(tài)組成的放大電路。這里選用由運(yùn)算狀態(tài)組成的放大電路最為方便。電路如圖32所示。由圖32，由運(yùn)放組成的放大器為同相比例運(yùn)算放大電路，其電壓增益 ，即 這樣，其中熱敏電阻上的電壓。電路的設(shè)計(jì)思想是這樣的：設(shè)熱敏電阻在環(huán)境溫度為時(shí)阻值為則=，這樣 當(dāng)選用負(fù)溫度系數(shù)電阻時(shí)（關(guān)于這點(diǎn)，以后再詳細(xì)介紹），環(huán)境溫度越高，則熱敏電阻的阻值愈小，設(shè)環(huán)境溫度為時(shí)，其阻值為，則此時(shí) ) 這樣由于溫度變化引起的熱敏電阻變化，就通過運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。采用同相比例運(yùn)算電路的理由如下：由于同相比例放大電路具有深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，它的輸出電壓較穩(wěn)定，其輸出電阻很小，故對(duì)后級(jí)電路而言，相當(dāng)于一個(gè)電壓源，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)。串聯(lián)型的負(fù)反饋其輸出電阻增大，這樣就減少了對(duì)前級(jí)電路取用的電流。故對(duì)前級(jí)電路的測量精度不會(huì)產(chǎn)生不良影響。② 器件設(shè)計(jì) 器件設(shè)計(jì)要從整個(gè)系統(tǒng)的角度來考慮：① 是采用雙電阻供電的運(yùn)放還是采用電源供電的運(yùn)放？② 是采用精度型運(yùn)放還是采用普通型運(yùn)放(從價(jià)格來考慮)？普通型運(yùn)放常有的有，其供電電源為 177。5V～177。18V，且可以用正電源以+5V～+18V供電；精度型運(yùn)放常有的有OP07,其電源供電范圍為177。5V～177。18V通常為177。12V，且不能單電源供電。綜合以上情況，選用運(yùn)放且采用+5V單電源供電。圖32所示電路中的電阻及的阻值要結(jié)合熱敏電阻的具體參數(shù)來確定。將熱敏電阻的阻值轉(zhuǎn)換成電壓的電路可采用分壓電路，如圖33所示。這里分壓電壓值應(yīng)在1～3V，（為什么要這樣選擇，請(qǐng)同學(xué)們自己思考）分壓電路的直流電源采用+5V電源。熱敏電阻從結(jié)構(gòu)上可分為正溫度系數(shù)電阻和負(fù)溫度系數(shù)電阻，正溫度系數(shù)電阻（PTC）是當(dāng)溫度增加時(shí)，其電阻阻值迅速增大；負(fù)溫度系數(shù)電阻（NTC）是當(dāng)溫度增加時(shí)，其電阻阻值呈非線性減小。正溫度系數(shù)電阻一般應(yīng)用于電冰箱和壓縮機(jī)啟動(dòng)電路、彩色電視機(jī)消磁電路、電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)等電路中。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻一般應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中的溫度檢測、溫度控制等。常用的溫度檢測用NTC熱敏電阻有MF53～MF57系列，每個(gè)系列又有多種型號(hào)，同一類型不同型號(hào)的NTC。 其標(biāo)稱電阻阻值也不相同。常用測溫及溫度控制用NTC熱敏電阻有MF51系列、MF54系列、MF55系列等,因此,信號(hào)調(diào)理部分電阻的選擇是在選定熱敏電阻后來進(jìn)行的。電路的設(shè)計(jì)以選定的熱敏電阻系數(shù)入手，然后計(jì)算出所需要的電壓增益，以ＭＦ58系列熱敏電阻為例說明計(jì)算方法。經(jīng)查，在時(shí)，電阻值為的熱敏電阻分段如表31：單位： ?。啊 ? 5 10 15 20 25 30 35 40 45
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