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1、實(shí)驗(yàn)六 溫度測(cè)量電路,一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解溫度傳感器的工作原理和使用方法; 2掌握測(cè)量溫度電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。 二設(shè)計(jì)要求 1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一溫度測(cè)量電路,將溫度傳感器AD590測(cè)得的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為滿足要求的電壓信號(hào),要求如下:,實(shí)驗(yàn)中用到的部分器件,AD590 實(shí)物圖,AD590 俯視圖,+,-,CAN,(1) 測(cè)量溫度范圍:080。 (2) 溫度電壓轉(zhuǎn)換當(dāng)量:100mV/ 。 (3) 測(cè)量精度:誤差小于1 。 (4) 用一片LM324實(shí)現(xiàn)該測(cè)量電路。 設(shè)計(jì)提示 AD590是單片集成的溫度電流源傳感器,其溫度測(cè)量范圍-55+150 ,測(cè)量精度0.5 ,整個(gè)量程范圍內(nèi)的線性誤差小于0.3 。其
2、原理圖和封裝如圖6.6.1所示,,3腳為傳感器的外殼,可懸空或接地(其屏蔽作用)。,在電壓U為+4+30V的寬電壓范圍內(nèi),電流I與溫度成線 性關(guān)系,溫度每增加1 ,電流I隨之增加1uA。在制造時(shí)按照K氏度標(biāo)定,即在0 時(shí),AD590的電流I=273uA。電流I(uA)與溫度t( )的關(guān)系可用函數(shù)表示為: I=273+t 為用AD590實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量,設(shè)計(jì)電路時(shí)要考慮以下問(wèn)題: (1) 將AD590輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),為此應(yīng)與AD590串聯(lián)一10k的電阻,則在0 時(shí)電阻上的壓降為2.73V,溫度每增加1 ,電阻上的壓降增加10mV。,(2) 為了使溫度為0 時(shí)輸出電壓0V,應(yīng)加入一偏移
3、量,來(lái)抵消此時(shí)AD590的輸出。 (3) 合理設(shè)計(jì)電路的增益,滿足溫度電壓轉(zhuǎn)換當(dāng)量的要求。參考電路如圖6.6.2所示,I1用以抵消273uA的偏移量。運(yùn)放A1的反相輸入虛地,其輸出: Uo1=If Rf1=(I-I1) Rf1 與攝氏溫度正比的電壓量。選擇Rf1=10k,溫度每增加1 ,Uo1增加10mV。,R1為穩(wěn)壓管的限流電阻,應(yīng)保證IzI1,可選擇R1=2k。同樣由于運(yùn)放A1的反相輸入端虛地,有 I1= Uz/ (R2+Rw) =273uA 所以R2+Rw18.7k,可選擇R2=15k,Rw用5k的多圈電位器。第二級(jí)為同相比例運(yùn)算電路,因要求溫度電壓轉(zhuǎn)換當(dāng)量為100mV/ ,則第二級(jí)的電
4、壓放大倍數(shù)應(yīng)為10可選擇R4=3k, Rf2=27k。 三. 預(yù)習(xí)要求 1完成設(shè)計(jì)任務(wù)。,2閱讀4.4、4.5節(jié)的相關(guān)內(nèi)容,了解電位器、穩(wěn)壓管及運(yùn)放LM324的使用方法。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 用LM324接好電路,接上15V電源,要注意 電源極、性,不要反接。調(diào)試方法:限于實(shí)驗(yàn)條件,無(wú)法給出0 的條件,本實(shí)驗(yàn)采用下述方法,對(duì)電路調(diào)試: 1先不接AD590,調(diào)整Rw,使I1=273uA,此時(shí)輸出Uo1為-I1Rf1,若Rf1=10k,Uo1=-2.73V。,2接入AD590,此時(shí)輸出應(yīng)與室溫相對(duì)應(yīng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)溫度計(jì)的指示,檢查Uo1的讀數(shù)是否正確。例如:室溫t=20 ,輸出應(yīng)約為0.2V。此時(shí)可能會(huì)有一定偏差,因?yàn)锳D590的參數(shù),以及電阻阻值均有一定偏差,如偏差不大,可不予考慮;但如果相差太大,可能AD590已損壞,請(qǐng)更換一支試一下。 3接入第二級(jí)電路,測(cè)量輸出電壓,然后用手接觸AD590,用萬(wàn)用表或示波器觀察溫度變化
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