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文檔簡介
1、熱敏電阻溫度測量電路下圖是溫度在050范圍的測量電路。當(dāng)溫度為0時輸出電壓是0V,溫度為50時是5V。他可以與電壓表鏈接來測量溫度,也可以連接AD轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字量,利用計算機之類進行測量。1、 工作原理該電路由檢測溫度的熱敏電阻和1個運算放大器電路,以及將050的溫度信息變換為05V電壓的2個運算放大器電路構(gòu)成。熱敏電阻檢測溫度時,利用熱敏電阻與電阻分壓后的電壓作為檢測電壓進行處理,在這里是利用運算放大器的電壓跟隨器電路提取的。輸出電壓的極性為正,隨著溫度的上升,熱敏電阻的電阻值降低,所以輸出電壓也下降。檢出的信號加在和電阻構(gòu)成的差動放大電路的正輸入端上,而加在負輸入端上的是由、對5V分壓后
2、的電壓,這部分是電壓調(diào)整電路,可以在溫度為0時將的輸出電壓調(diào)整為0V,這樣就可以輸出與溫度上升成比例的負電壓。的輸出加在由構(gòu)成的反轉(zhuǎn)放大電路上被放大,放大倍數(shù)為倍。調(diào)整可以使溫度達50時的輸出電壓為+5V。通過調(diào)整和,可以在0時得到0V的輸出電壓,50時得到5V的輸出電壓,使輸出電壓與溫度成比例。2、 設(shè)計 (1)溫度測量范圍以及輸出電壓、電源電壓的確定:設(shè)定溫度測量范圍為050,這時的輸出電壓是05V。電路使用的電源為15V,基準(zhǔn)電壓為5V。 (2)熱敏電阻和運算放大器的選定:這里使用NTC型熱敏電阻,選用25的電阻值為10K,誤差在1%以內(nèi)的NTH4G39A 103F02型,這種熱敏電阻的
3、常數(shù)為B=3900。(3) 補償電阻的確定:電阻的作用是當(dāng)熱敏電阻的溫度變化時,將相對應(yīng)的輸出電壓的變化線性化。設(shè)線性化的溫度范圍是050,那么補償電阻可由下式求得:(4) 電阻、電容器的確定:這是給熱敏電阻提供電壓的分壓電阻,這個電壓是通過電阻和將5V電壓分壓而得到的。 在設(shè)定熱敏電阻電路的分壓時,要考慮如何避免自加熱的影響,根據(jù)耗散常數(shù)(mW/)來判斷,這里的電路電壓應(yīng)為0.5V。 設(shè)定時要使的值比的值小很多,這里取為68。然后決定電阻的值,使得能夠獲得合適的熱敏電阻電路的電壓:熱敏電阻電路=×電源電壓因此可以由下式計算出:=11×=620電容器的作用是除去電源電路的噪
4、聲,這里選用容量0.1,耐壓35V的陶瓷電容器。(5) 電阻的確定:這些電阻的作用是使運算放大器作為差動放大器工作,這里設(shè)定差動放大器的增益為1倍,所以各阻值都相同,均取10k。(6) 電阻、的確定:它們的作用是當(dāng)溫度為0時所提供的電壓能夠使的輸出電壓為0V,當(dāng)0時,的輸出電壓是0.403V。利用為100. 和可以通過求解下面聯(lián)立方程式計算出:(7) 電阻、的確定:這些電阻與運算放大器一起構(gòu)成反轉(zhuǎn)放大電路,這部分的作用是將50時的輸出電壓放大到5V。 根據(jù)熱敏電阻的特性,50時的輸出電壓約為2.4V,將它放大很多,這里取=10k。另外,在確定電阻值時應(yīng)該確保能夠?qū)?.2 2.6V的輸出電壓放大到+5V,就是說能夠獲得2.3 1.9倍的增益。所以和應(yīng)該滿足下面的方程式:這里取=18k、=5k。(8) 電源電路旁路電容的確定:電容器的作用是除去電源電路的噪聲以及布線上產(chǎn)生的電感的影響,這里選用容量0.1,耐壓35V的陶瓷電容器。(9) 、的調(diào)整:首先調(diào)整可變電阻使的值為最大,然后再在溫度為0
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