机械工程测试技术课程设计说明书 第2页
2.1 温度测量仪总体框图
使用温度测量仪，首先经过AD590集成温度传感器的作用，使外界温度转 换为电流用表示。因为上述为绝对温度K和电流之间的转换关系，而在设计中我们需要采用℃，所以我们必须使其转换成摄氏温度℃和电流之间的关系，这就要用到K—℃变换器。通过K—℃变换器的作用，我们便得到想要的℃和电流之间的直接转换关系。得到的电流再经过放大器的放大，即可直接用电压表读出被测对象的温度值。然后放大后的电压接一比较器，比较器的输出端接报警设备。报警设备可由一个发光二极管组成。在设置了预警温度后，由比较器输出端的电压决定二极管是否发光，从而起到警报作用。基本原理图如图2.1.1所示。
2.2 AD590集成温度传感器 AD590是利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感 器。这种器件在被测温度一定时，相当于一个恒流源。该器件具有良好的线性和互换性，测量精度高，并具有消除电源波动的特性。即使电源在5～15V之间变化，其电流只是在1μA以下作微小变化.
1、流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度(开尔文) 度数。 2、 可测量范围-55℃至150℃. 3、 供电电压范围+4V至+30V. AD590集成温度传感器进行温度～电流转换。它是一种电流型二端器件，其内部已作修正，具有良好的互换性和线性。有消除电源波动的特性。输出阻抗达10MΩ，转换当量为KA/1。器件采用B－1型金属壳封装。 温度—电压变换电路如图2.2.2所示。由图可得： 由 611/10/OUUuAKRRK
2.3 K—℃变换器 因为AD590的温控电流值是对应绝对温度K，而在设计中需要采用℃，由运放组成的加法器可以实现这一转换，参考电路如下图2.3
图2.3 K—℃变换电路 设流经R2,R1,R3的电流分别为 1,2,3iii 对图2.3的反相输入节点可列出下面的方程： 123iii 由此得
12 123 RUUURRR ( 2.3.1 ) （R一般取10KΩ） 所以110/UmVK。
3.2 仿真结果及其分析 由图3.2.1 可以看出：当恒流源取300uA（300K）时，转化为温度是300-273=27℃，而3U的电压值大约为2.7V，即仿真所得的实际结果与理论相同。 由图3.2.2 可以看出：当恒流源取323uA（323K）时，转化为温度是323-273=50℃，而3U的电压值大约为5V，即仿真所得的实际结果与理论相同。 由图3.2.2 可以看出：当恒流源取333uA（333K）时，转化为温度是333-273=60℃，而3U的电压值大约为6.0V，即仿真所得的实际结果与理论相同。所以，仿真成功，可以通过此装置测得温度。 3.3温度测量仪的调试 1.调试要点和注意事项： 用温度计测传感器处的温度T(℃)如T=27℃（300K）。若取R0=10KΩ，则U1=3V调整UR的值使U2=-270mV,若放大器的放大倍数为－10倍，则放大器的输出U3应为2.7V。测比较器的比较电压U2值，使其等于所设定的温度乘以0.1V，如设定温度为50℃，则值为5V。比较器的输出可接发光二极管。把温度传感器加热（可以电吹风吹）在温度小于设定值前发光二极管应处于熄灭状态，反之，为点亮。 2.实物的调试： 温度测量仪测试：当恒流源取300uA（300K）时，转化为温度是 300-273=27℃，而所测3U的电压值为2.53V，与已知的理论值2.7V不符合，应调节电路板上电位器使3U的值大约为2.7V即可。当恒流源取323uA（323K）时，转化为温度是323-273=50℃，而3U的电压值4.13V，与已知的理论值不符合，应调节其电位器使3U的值大约为5V即可。当恒流源取333uA（333K）时，转化为温度是333-273=60℃，而3U的电压值大约为5.99V，与已知理论值基本6V相同，所以，调试成功，可以通过此装置测得温度。
经过了一个星期的课程设计，我感想颇多。这篇关于温度测量仪的课程设计说明书，终于圆满完成了。期间，方便的网络给我提供大量的书本上所没有资料。通过自己亲手设计，增加了对这门学科的兴趣，而且，由于之前的有关内容学的不是很扎实，导致刚动手的时候，遇到很大的阻力。但在查阅了大量的资料后，这些内容所包含的知识点要比让我有了深刻的理解。可见通过实际的动手操作，能够更好的掌握所学的知识。 这让我明白了实践的重要性。理论知识固然重要，但只有将理论投入到实践中去检验，才能体现出理论的价值。电路元件只有焊接到电路板上，才能发挥其真正的作用，单纯的研究理论知识，而不去动手实践，我们就不能全面发展，就不能成为真正对社会有意义的人。 最后，我还明白了团队合作的重要性。单纯靠一个人的力量是无法完成的。只有在一个团队的共同努力下，才能最终走向成功。 这次课程设计，带给我很多的教训，但更多的是经验，我相信我会越来越成熟。上一页 [1] [2]
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