数显温度计报告文档格式.docx
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1分压后,送入普通数字万用表的200.0mV档,亦可完成温度值的显示。
本实验中的运放使用一片LM335二运放。
为了使用方便,本设计采用单5V供电,运放所需的-5V电压利用电荷泵芯片(ICL7660)来提供。
考虑到5V电源电压可能不稳定,参与运算所需的2730mV、320mV等固定电压由2.5V基准源芯片(TL431)分压或放大得到。
图1数字温度计原理框图
三、设计原理
1.设计原理图
仿真电路如下:
2.原理分析及元件参数计算
左上角的运放是一个相减器。
R1,R2,R6,R7均取100KΩ大电阻,减小温度传感器内阻的影响。
Uo=Ui-2.73v。
正下方是一个基准源对外输出2.73v直流信号。
Uo=2.5*(1+R3/R4)
R3约为940Ω,R4约为10KΩ,得Uo近似为2.73v。
右下角的运放是同向相加器。
其同相端一个接上一级的信号。
一个接0.178(即0.32/1.8)v的直流信号。
由同向相加器的输入输出特性得:
Uo=(1+R9/R8)*((R10||R13)/(R14+R10||R13))*(Ui1+Ui2)
R10=R13=R14=10KΩ,R8=25000Ω,R9约为110000Ω.代入得
Uo=1.8(Ui+0.178)=1.8Ui+0.32
右上角是分压电路。
对2.73分压得到了0.178v。
四、仿真结果
温度
U1
U2
U3
理论值
仿真值
-23℃
2.5
-0.23
-0.231
-0.094
-0.093
0℃
2.73
-0.3*
0.32
0.321
27℃
3
0.27
0.270
0.806
0.807
100℃
3.73
1
1.001
2.12
2.120
五、元件清单
电阻
100kΩ
7个
30kΩ
1个
10kΩ
6.8kΩ
1kΩ
510Ω
470Ω
电位器
2kΩ
200kΩ
LM335:
半导体温度传感器
通用型二运放
2V数显表头(DVM)
ICL7660:
电荷泵芯片
TL431:
2.5V基准源
开关
六、完成制作,电路,正面、背面以及工作中的照片
正面:
背面:
布局图:
七、温度测量及误差分析
温度值
理论
实测
显示值
3050mV
320mV
318mV
896.0mV
894.3mV
32.0℃
31.8℃
2950mV
220mV
217mV
716.0mV
712.5mV
22.0℃
21.7℃
2986mV
256mV
254mV
780.8mV
777.2mV
25.6℃
25.4℃
2962mV
232mV
234mV
737.6mV
735.8mV
23.2℃
23.4℃
2977mV
247mV
246mV
764.6mV
762.8mV
24.7℃
24.6℃
上表中测量结果存在误差,可能是因为所用运放非理想运放,如存在偏置电流,失调电压等因素,而理论计算是根据理想运放来计算的,导致实验误差。
另外实验室提供的元件本身存在误差,如实验室应提供的电阻本身误差5%,也是实验误差产生的一个重要因素。
八、总结与体会
本次设计与制作已经完成,回想这两周来的电子设计制作经历,感触甚是深刻。
通过本次课程设计,使我们对电子设计及制作产生了较为浓厚的兴趣,这不仅加强了自己对理论知识的理解和巩固,还能提高自己的动手能力,可以说受益匪浅。
本次设计主要分为四部分:
设计、仿真、制作及调试。
这四个步骤在整个课程设计过程中起着重要的作用。
本次课程设计的任务是:
根据老师给出的设计题目的要求选择合适的电路,确定元件参数,对原理图进行电路仿真。
在整个设计制作过程中用到了Multisim仿真软件。
通过本次仿真,使我们更熟练的运用Multisim进行电路仿真。
仿真完成后接下来就是制作了,我们先对电路进行了布局,这使我们后来的引线很方便。
焊接时一定要做到细心加耐心,不要急于求成。
当然对于一个初学者而言,刚开始焊出来的板子确实谈不上美观,不过当熟练之后,焊出美观的板来就不成什么问题了。
最能体现一个人的耐心程度,也最能学到东西的阶段还是在调试过程。
在整个过程中既要求熟练掌握设计的原理,懂得运用所学电学的基本理论,还要求善于查错,改错。
如果在调试过程中无法达到预期结果,就要从整个设计制作过程中认真分析,细心查找错误,一步一步仔细排查。
在找到错误之后,切不可马上放弃这块板子重新做,如果不懂如何做,可以请教在这方面能力较强的同学,尽量做到以较少的改动来改正错误。
这样可以节约时间。
当调板不成功,尤其是花了很久时间都未能成功的时候,不要急燥,要静下心来分析。
我们在调试过程中也遇到了问题,当检查时发现,原来我们用的一根地线是一根漆包线,外层不导电,导致电路部分未接地。
在修改之后,终于,一直期盼出现的结果出来了。
从这一次制作过程的心得体会当中,我们意识到在以后的设计中还需要做到再细心、再耐心、再专心。
回想从制作开始到结束,没有哪一步不是注入了自己的心血,心情就激动不已,此次设计必将让我们的理论水平和实践能力上升到一个新的台阶,同时也让我们认识到实践的重要性。
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