模擬電路-模電實(shí)驗(yàn)報(bào)告改-資料下載頁
2025-04-14 04:06本頁面
【正文】 o和Vc相位相同。 當(dāng)占空比為50%時(shí)，R3=100KΩ 實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)R3=100KΩ時(shí)2，占空比為50%一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解傳感器的基本知識(shí)，掌握溫度傳感器的基本用法（2）了解有關(guān)控制的基本知識(shí)（3）掌握根據(jù)溫度傳感器來設(shè)計(jì)控制電路得基本思路二、設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求（1）電源：+12V或士12V單雙電源供電均可（2）要求溫度設(shè)定范圍為20℃—+130℃，溫度非線性誤差不得超過士5℃。（3）控制部分：監(jiān)控溫度高于設(shè)定的上限溫度或者低于設(shè)定的下限溫度，分別點(diǎn)亮不同顏色的二極管。三 、實(shí)驗(yàn)原理（1）溫度傳感器 集成芯片LM35。LM35是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的集成電路溫度傳感器設(shè)備系列產(chǎn)品之一，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度呈線性關(guān)系。因而，從使用角度來看，LM35與用開爾文標(biāo)準(zhǔn)的線性溫度傳感器相比更有優(yōu)越之處，LM35無需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供常用的室溫溫度。特點(diǎn)與基本參數(shù)：直接與攝氏溫度校準(zhǔn)；線性比例因數(shù)：+；額定全工作范圍：430V；漏電電流：小于60uA。低自發(fā)熱量，在靜止空氣中：；非線性特性：+_1/4攝氏度；應(yīng)用，若R=Vs/50uVout=+1500mv (+150攝氏度） =+250mv（+25攝氏度) =550mv（55攝氏度） 如圖所示，利用計(jì)算出的電阻和滑動(dòng)變阻器，使得輸出電壓范圍確定位于在 550mv到+1500mv之間溫度越大，電阻越小，電壓為正 溫度越小，電阻越大，電壓為負(fù)（2）信號(hào)處理 由LM35的技術(shù)資料可知LM35把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成了電壓信號(hào)，輸出范圍為500+1500mV內(nèi)，并且輸出電壓和溫度呈良好的線性關(guān)系。要點(diǎn)亮發(fā)光二極管，僅僅靠LM35提供的輸出電壓是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要對(duì)其輸出新號(hào)進(jìn)行放大。所以選擇電壓放大器作為輸出信號(hào)的處理部分。下面給出運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的基本電壓放大器的實(shí)例。（3）報(bào)警控制雖然對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行了放大，但如果直接點(diǎn)亮二極管就無法起到對(duì)設(shè)定的上限溫度和設(shè)定的下限溫度進(jìn)行判斷的作用,從而分別點(diǎn)亮不同顏色的二極管。在此，可以選擇電壓比較器來對(duì)輸出電壓和某特定的電壓進(jìn)行比較，這個(gè)比較電壓可以根據(jù)LM35的輸出信號(hào)的關(guān)系得出。 下面給出簡(jiǎn)單的電壓比較器的實(shí)例。如圖所示。圖中+Vcc為系統(tǒng)供電電壓，Rw為電位器D1，D2和D3均為穩(wěn)壓管，LED為發(fā)光二極管。從圖可知，該比較器的比較電壓即為Vp，即 計(jì)算機(jī)仿真部分（1）根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)和溫度傳感器的有關(guān)自資料，選擇LM35作為溫度傳感器，設(shè)計(jì)出具體的電路（2）選擇合適的電壓放大電路（注意同向和反向的區(qū)別和應(yīng)用）式放大器的輸出電壓不得超過5V（3）根據(jù)報(bào)警控制電路所給的參考電路設(shè)計(jì)出具體的電路（4）將溫度傳感器電路，電壓放大電路和控制報(bào)警電路級(jí)聯(lián)，完成相應(yīng)的電路，并調(diào)試五、測(cè)試報(bào)告（1）電路圖（2）數(shù)據(jù)完成設(shè)定上限溫度為130℃，下限溫度為20℃，根據(jù)所給的電路計(jì)算出相應(yīng)的比較電壓完成相應(yīng)的表因?qū)⒇?fù)電壓反比例放大10倍 正電壓不放大（正）（負(fù)）:紅色二極管代表超過上限溫度藍(lán)色二極管代表超過下限溫度測(cè)試溫度/實(shí)測(cè)溫度/℃ /mv傳感器輸出電壓/mv放大器輸出電壓/mv二極管指示情況130．8℃130013081308紅色亮℃130012791279都不亮25℃1300250250 都不亮10℃20001001000都不亮℃2000 1571570都不亮℃2000 2232230藍(lán)色亮（3）調(diào)試結(jié)果 低于下限溫度時(shí)，電阻小，反相電壓反比例放大后大于比較電壓藍(lán)燈亮高于上限溫度時(shí)，電阻大，正電壓大于比較電壓藍(lán)燈亮正常溫度范圍，兩燈均不亮六、實(shí)驗(yàn)思考與討論傳感器就是通過一些電子器件對(duì)存在的光，溫度等一些非電信號(hào)采集后轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)的一類電子元件，對(duì)于溫度傳感器，具體參數(shù)有：線性比例因數(shù)，額定工作電壓范圍，電源供電范圍，漏電電流等；防止電路由于電流過大燒壞元器件若溫度范圍為正在下限溫度時(shí)報(bào)警，需設(shè)置一反相比例放大器，后接一電壓比較器，電壓比較器的比較電壓應(yīng)為負(fù)值。在上限溫度時(shí)報(bào)警，設(shè)置一同相比例放大器和一比較電壓為正的電壓比較器。 實(shí)驗(yàn)誤差較大，計(jì)算所得電阻值無法滿足要求，當(dāng)設(shè)計(jì)完成后還需進(jìn)行微調(diào)。此實(shí)驗(yàn)讓我更加深刻理解了電壓比較器和比例放大器以及二者在實(shí)際中的應(yīng)用。 37
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