2023年简易温度传感器设计报告1.doc

温度传感器设计报告 机制091 109011016 詹杭羽 前言：在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统到达高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、设计原理： 常温下，开关二极管IN4148的管压降为0.7V左右，其值随温度的变化而变化，其关系曲线如以下列图所示： 即温度每上升1℃正向压降降低2mV，利用此关系即可对温度信号进行捕获，然后经运放进行放大即可在相关仪器上显示温度的变化情况。 二、总电路图： 三、设计分析： 总电路可分为两局部，前置局部与后面的放大大电路。 1、 恒流源局部： 经查资料得知，二极管的管压降与温度构成线性关系需其处于一个恒流状态下。如以下列图： 通过R2与R3的分压，运放输入端可获得约0.3V的电压，根据虚短原理，R1两端获得4.7V的电压，然后根据虚断原理，可得流过二极管的电流约为1mA，其值恒定不变，因而到达恒流的目的。另C1的作用是滤去前置电路中的交流成分，提高电路的稳定性。 2.放大局部： 可变电阻用来调节输出电压的值，在设定的起始温度下〔如0℃〕调节可变电阻使运放两输入端电压相等，此时输出为零，对应于外接电压表的零刻度。考虑到恒流源中运放输出电阻的影响，R4取值不宜过小，应设计要求，取放大倍数为50，即温度每升一度输出的值变化为0.1V，故在0～100℃输出电压对应的范围为0～10V。V1为模拟电压源，模拟二极管的压降变化。为增加电路的稳定性，参加C2滤波。 四、仿真结果及分析： △T(温度变化量)/ ℃ △V2(模拟电压源变化量)/mV V0〔输出电压〕/V 0 0 0 1 2 0.100025 5 10 0.500127 10 20 1 15 30 1.5 20 40 2.001 25 50 2.501 30 60 3.001 35 70 3.501 40 80 4.001 45 90 4.501 50 100 5.001 ··· ··· ··· 从表中数据可看出，输出电压与模拟电压变化量近似线性关系。 仿真还只是理论上的结果，具体数据还应根据实际电路的结果进行修正。