模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：傳感器測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：時(shí)間：……裝………訂…………線……………裝………訂…………線………專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名成績(jī)傳感器測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)放大器系統(tǒng)，當(dāng)電阻值變化±2%時(shí)，放大電路能夠產(chǎn)生±5V的輸出電壓。要求偏差為0時(shí)輸出為0，偏差為2%時(shí)輸出為5V，偏差為-1%時(shí)輸出為-5V，誤差不超過(guò)±5%。二、參考電路三、工作原理本傳感器系統(tǒng)電路由三部分組成：基準(zhǔn)電壓源電路、測(cè)量橋和放大電路。<1>基準(zhǔn)電壓源：為測(cè)溫橋提供一定精度要求的7.5V基準(zhǔn)電壓，采用5.6V穩(wěn)壓管與同相比例運(yùn)算電路結(jié)合實(shí)現(xiàn)。<2>測(cè)量橋：測(cè)量橋?yàn)閱螛虮垭姌颉．?dāng)電阻應(yīng)變片在受到外力作用下而發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，測(cè)溫阻值將在（200±1%）Ω范圍內(nèi)發(fā)生變化。<3>放大電路：放大電路用于將測(cè)溫橋的微小電壓變化（ΔV）放大，使其滿足輸出電壓的要求。放大電路采用兩個(gè)同相電壓跟隨器（作為輸入緩沖器）與放大器組成。四、參數(shù)計(jì)算1、測(cè)量電橋的計(jì)算式中V+是電橋的基準(zhǔn)電壓。由于Vo1與電壓V成正比，因此V應(yīng)該由基準(zhǔn)電壓源電路提供。取V=7.5V，電橋的R1=R2=100kΩ。這里δ=0.02，V+=7.5V。2、放大電路的計(jì)算如果對(duì)于Vo1=0.0375V時(shí)，輸出電壓為8V，則有放大倍數(shù)為8/0.0375=213.3倍。則對(duì)于放大器有一般希望RY4/RY3和RY2/RY1有相同的數(shù)量級(jí)。令RY3=28.9kΩ，RY4=180kΩ，則RY4/RY3=6.228，RY2/RY1=10.195若令RY2=200kΩ，則RY1=19.62kΩ一般情況下，RY1是一個(gè)固定電阻串聯(lián)一個(gè)可變電阻。3、基準(zhǔn)源電路設(shè)計(jì)基準(zhǔn)源輸出電壓為V+=7.5V，穩(wěn)壓管電壓為5.6V，取穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流為1~1.2mA。根據(jù)基準(zhǔn)源電路有得到：選RJ2=30kΩ，可得RJ1=88.1kΩ。由于若取IF=1mA，則有得到RJF=1.9kΩ。電阻R3和R4的計(jì)算：由穩(wěn)壓管開(kāi)始啟動(dòng)的條件：設(shè)VS、RJ3、RJ4組成的電路向穩(wěn)壓管提供的電流為0.2mA，若流過(guò)R4的電流也為0.2mA：則由下式：可得RJ4=31.5kΩ因?yàn)榱鬟^(guò)RJ3電阻的電流為0.4mA，所以取VS=10，得到：驗(yàn)證五、仿真調(diào)試1.當(dāng)r3=196kΩ2.當(dāng)r3=200kΩ3.當(dāng)r3=204kΩ六、整理數(shù)據(jù)仿真計(jì)算得到傳感器測(cè)量電橋中等效傳感電阻R3為196kΩ，輸出電壓v=5.085VR3為200kΩ，輸出電壓v=-582.167nVR3為204k歐姆，輸出電壓v=-4.917V由于偏差（5-4.917）/5=0.17％＜5％偏差（5-5.086）/5=1.6％＜5％所以經(jīng)過(guò)計(jì)算，這個(gè)電路符合設(shè)計(jì)要求，偏差為0時(shí)輸出為582.167nv，偏差為2％時(shí)r=204kΩ輸出為-4.917v偏差為-2%時(shí)輸出為5.085v，誤差不超過(guò)±5%。符合設(shè)計(jì)要求。誤差產(chǎn)生的分析：本次仿真產(chǎn)生誤差的主要原因?yàn)椋?.集成運(yùn)放的輸入電阻并非無(wú)窮大，輸入電阻，輸出電組，失調(diào)電流，失調(diào)電壓等會(huì)造成誤差；2.