机械工程测试技术课程设计 - 图文

机自111 201100314115 孟凡

机械工程测试技术课程设计

班级：机自学号：姓名：孟凡日期： 温 度 测 量

111 201100314115 2013.12.1

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机自111 201100314115 孟凡

设计要求：

1、传感器：设计或选用，设计要有设计过程及计算结果。选用要列出所选传感器的技术指标。

2、信号处理电路，尽量设计出详细的电路图，也可以对局部电路图用方框表示。

3、设计所显示信号的显示部分，要求同1。

4、对所设计的题目写出设计报告。设计报告需打印，其中设计图部分可手绘。

5、不得完全相同，如有两个完全相同者，特别是电路部分及报告部分均做零分处理。

6、要求12月6日，以班为单位交到实验室405号。 7、具体设计项目：0——1300摄氏度，温度测量测试系统。

设计原理：

本设计采用的温度传感器是LM35温度传感器， LM35温度传感器是利用两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流。测试电路是通过电压比较放大电路来实现温度都的检测，控制电路是通过两个电压比较电路来实现对两个继电器的控制。报警电路有555时基电路和光敏电阻以及扬声器组成。

工作原理主要是利用温度传感器把系统的温度通过A\\D转换电

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路将电信号转换成数字信号，并通过与之连接的译码电路中显示出来。同时电压信号通过电压比较器与输入电压比较决定输出是高电平或是低电平，进而控制下一个电路单元的工作状态。报警电路中，当电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度Vmax，此时发光二极管通电发光照在光敏电阻RL上，RL受光激发，电阻值迅速下降，分压点电位升高，电路立即产生振荡，发出声响报警。调温控制电路中，通过电压比较器的输入输出关系，决定温度的调节。当温度低于下限温度时，电路经过一系列变化接通加热器电源对其进行加热。当温度升到上限温度时，加热器电源，停止加热。

设计方案综述：:

1、对温度进行测量、控制并显示：首先必须将温度的度数（非电量）转换成电量，然后采用电子电路实现题目要求。可采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。

2、恒温控制：将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压VREF，用实际测量值vI与VREF进行比较，比较结果（输出状态）自动地控制、调节系统温度。

3、报警部分：设定被控温度对应的最大允许值Vmax，当系统实际温度达到此对应值Vmax时，发生报警信号。

4、温度显示部分：采用转换开关控制，可分别显示系统温度、控制温度对应值VREF，报警温度对应值Vmax。

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5、方框图总体： 扬声器或蜂鸣 器 报警控制电路 Vmax 比较器（Ⅱ） 执行机构 调温控制电路 比较器（Ⅰ） VREF 译码驱动显示电路 A/D转换器 S 被测量控制 系统 温度传感器 放大器 低通滤波器 R LED 方框图说明：

⑴ 传感器可以采用LM 35温度传感器，电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号，将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤去。如上图所示。

⑵ 被测温度信号电压加于比较器（Ⅰ）与控制温度电压VREF进行比较，比较结果通过调温控制电路控制执行机构的相应动作，使被控系统升温或降温。

⑶ 当控制电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度对应值Vmax，用声、光报警电路发出警报，值班人员将采取相应的紧急措施。

⑷ 开关S1可分别闭合系统温度、控制温度电压VREF和报警温度电压Vmax，通过A/D转换器将模拟量转换成数字量，显示器显示出相应的温度数值。

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