數(shù)電課設(shè)報(bào)告-PT100數(shù)字溫度計(jì)

目錄

引言

1．摘要

2.電路的總設(shè)計(jì)

2.1電路的設(shè)計(jì)目的

2.2 電路的組成原理

2.3電路設(shè)計(jì)要求

3. 單元電路的設(shè)計(jì)

3.1 PT100橋式電路

   3.2 INA122儀表放大器 .

3.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換，譯碼驅(qū)動(dòng)電路

4.電路的總體設(shè)計(jì)與調(diào)試              6

4.1 具體的電路              6

4.2 設(shè)計(jì)的仿真展示              7

4.2.1:模擬現(xiàn)實(shí)0度              7

5. 實(shí)物分析              7

6.設(shè)計(jì)總結(jié)              8

附件一：主要參考文獻(xiàn)

附件二：元件清單

加入世貿(mào)組織以后，中國會(huì)面臨激烈的競爭。這種競爭將是一場科技實(shí)力、管理水平和人才素質(zhì)的較量，風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇共存，同時(shí)電子產(chǎn)品的研發(fā)日新月異，不僅是在通信技術(shù)方面數(shù)字化取代于模擬信號(hào)，就連我們的日常生活也進(jìn)于讓數(shù)字化取締。說明數(shù)字時(shí)代已經(jīng)到來，而且滲透于我們生活的方方面面。

隨著人們生活水平的不斷提高,數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字化技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。

本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測

溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示。但作為一個(gè)初學(xué)者，在設(shè)計(jì)過程中難免存在一些問題，還請(qǐng)老師能夠多多指正！

    溫度計(jì)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中最常用的測量儀表。隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，數(shù)

字溫度計(jì)得到了迅速的發(fā)展。數(shù)字溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，不易誤讀，分辨率高，特

別是在測量小的溫度變化時(shí)比較準(zhǔn)確。數(shù)字溫度計(jì)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。

1）測量出溫度大小，并顯示出數(shù)據(jù)；

2）技術(shù)指標(biāo)：測溫范圍：0－120度，測量誤差：0.25。

3）選做內(nèi)容：高低溫報(bào)警。

     電路采用R5、R6、R8、RT1構(gòu)成測量電橋，因?yàn)镻T100在5mA以下的電流才能穩(wěn)定的工作，有比較好的線性度，所以設(shè)R5=R6=4.99K用來限制電流在1mA左右，因?yàn)镻T100在零度時(shí)電阻值為100，所以設(shè)R8=100歐；RT1是鉑電阻PT100，上面顯示的為北側(cè)模擬溫度值，當(dāng)PT100的電阻值和R8不相等時(shí)，電橋輸出一個(gè)mV級(jí)的壓差信號(hào)可由放大器進(jìn)行放大。

    pt100是鉑熱電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變，當(dāng)PT100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成近似勻速的增長，

鉑電阻的阻值隨溫度的變化而變化的計(jì)算公式：

           -200<t<0℃ Rt=R0[1+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t] （1）

           0≤t<850℃ Rt=R0（1+At+Bt2） （2）

     Rt為t℃時(shí)的電阻值，R0為0℃時(shí)的阻值。公式中的A,B,系數(shù)為實(shí)驗(yàn)測定。這里給出標(biāo)準(zhǔn)的DIN IEC751系數(shù)：A=3.9083E-3、 B=-5.775E-7、 C=-4.183E-12

    PT100溫度感測器是一種以白金(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,屬于正電阻系數(shù),其電阻和溫度變化的關(guān)系式如下：R=Ro(1+αT)　其中α=0.00392,Ro為100Ω(在0℃的電阻值),T為攝氏溫度<br>因此白金作成的電阻式溫度檢測器,又稱為PT100。

                  

    INA122是精密低噪聲信號(hào)采集儀表放大器，顳部采用兩個(gè)運(yùn)放設(shè)計(jì)，使之具有非常低的靜態(tài)電流的優(yōu)越性能，其輸入阻抗高、共模抑制能力強(qiáng)，可有效放大差模信號(hào)，可用于便攜式儀表和數(shù)據(jù)采集，INA122工作在很寬的單電源供電下（2.2--36V），靜態(tài)電流僅60ua。因?yàn)镻T100變化的是很微弱的信號(hào)，NA122儀表放大器，它的工模抑制能力很強(qiáng)，輸入阻抗高且能有效的放大差模信號(hào)，外部的電位器RV4是用來調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的，該電路已經(jīng)將輸入的電壓差放大到相對(duì)應(yīng)溫度的電壓值，5腳REF 用來調(diào)零，且與6腳組成差分輸出。

    原理：TC7107為高阻抗 CMOS 差分輸入，噪聲低，顯示穩(wěn)定，輸入為零時(shí)讀數(shù)為零，29腳為自動(dòng)調(diào)零電容，C4=47nF 適合于 2.0V 滿量程應(yīng)用，它的自動(dòng)調(diào)零周期免除了調(diào)零需要；在31腳VIN+和30腳VIN+實(shí)現(xiàn)了差分輸入，在40腳的和39腳間接100K電阻與38腳的0.1nF電容構(gòu)成了頻率為48Ｋ的振蕩器，構(gòu)成了微秒級(jí)的讀數(shù)周期；TC7107A 可以驅(qū)動(dòng)共陽極 四位LED，段驅(qū)動(dòng)通常為 8 mA，1000's 輸出 （引腳19）從兩個(gè) LED 段汲取電流，并具有 16 mA 的驅(qū)動(dòng)能力，前三位數(shù)碼管分別為被測電壓（mV級(jí)）的百位、十位、個(gè)位，第四位為小數(shù)點(diǎn)位圖中它和數(shù)碼管相連的腳以及電源腳是固定的，所以不加詳述。芯片的第32腳為模擬公共端，稱為COM端；第34腳Vr+和35腳Vr-為參考電壓正負(fù)輸入端； Cint和Rint分別為積分電容和積分電阻，Caz為自動(dòng)調(diào)零電容，它們與芯片的27、28和29相連，電阻R1和C1與芯片內(nèi)部電路組合提供時(shí)鐘脈沖振蕩源，從40腳可以用示波器測量出該振蕩波形，該腳對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀上示波器接口CLK，時(shí)鐘頻率的快慢決定了芯片的轉(zhuǎn)換時(shí)間

    本次基于Proteus的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基本的溫度測量顯示各個(gè)子電路的設(shè)計(jì)成功，將各個(gè)部分連接在一起的整機(jī)連調(diào)的電路圖為：

  
4.2.1:模擬現(xiàn)實(shí)0度

20180324212615.png (14.3 KB, 下載次數(shù): 209)

下載附件

仿真圖

2018-3-24 21:28 上傳

轉(zhuǎn)眼間，數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)就結(jié)束了。通過課程設(shè)計(jì)，我拓寬了知識(shí)面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。在課題初期，進(jìn)展非常的緩慢，不知從何下手，后來為了尋找靈感就上網(wǎng)查閱了大量的資料，通過查找相關(guān)資料并請(qǐng)教學(xué)長后，自己設(shè)計(jì)了一個(gè)符合本題要求的電路在設(shè)計(jì)中最大的問題就是對(duì)仿真軟件比較的陌生，有些元器件要上網(wǎng)百度才能找到，在使用過程中出現(xiàn)了很多問題，也由于仿真軟件本身也存在很多有待改正的小問題，導(dǎo)致電路設(shè)計(jì)的進(jìn)度比較緩慢，后來是根據(jù)請(qǐng)教同學(xué)的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)去避免這些軟件問題，也通過修改電路來防止這些問題，才順利的完成了該電路的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電路過程中，方案沒有太大變化，只是遇到些小問題，但是通過不懈努力，最終實(shí)現(xiàn)了任務(wù)要求。

通過這次實(shí)習(xí)，讓我了解了怎么去對(duì)微小變化的信號(hào)進(jìn)行測量，并初步掌握了怎么去選擇并使用適合的放大器，也讓我初步的認(rèn)識(shí)了雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，進(jìn)一步加深對(duì)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路理論的應(yīng)用實(shí)踐能力，提高了自主設(shè)計(jì)能

力，獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)的能力。對(duì)我們大學(xué)生來說，實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實(shí)際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。通過課程設(shè)計(jì)，讓我們找出自身狀況與實(shí)際需要的差距，并在以后的學(xué)習(xí)期間及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)，為求職與正式工作做好充分的知識(shí)、能力準(zhǔn)備，為以后就業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。