数字温度计的设计.doc

前言
随着当代科学技术的发展,电子产品在人们的日常生活中占据着越来越重要的地位。人们也越来越重视电子类的产品的精密程度。而设计出一个数字式温度计可以为人们带来很多方便,可以打破以往人们用肉眼看温度计中直接读数,可以减少一些不必要的误差等。
本课题研究的是采用电桥法,测量0~200℃范围的温度,所以设计出来的数字式温度计分辨率高,打破了以往的读刻度式的测温方法,可以减少视觉误差。并且,其原理比较简单,制作起来也比较容易。
其设计的要求是:用电桥法,利用PT-100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED数码管显示,℃,数据测量间隔时间为5秒。(铂热电阻用精密电位器代替)
整个思路是:采用电桥电路,使得在输入5V的稳压电源输出最大值为2mV的电压,然后通过一个放大电路将电压放大为2V,将最后的测量数据送LED数码管显示,而此时则需要一个译码器,以及数码管的驱动器等。然而,,。
第一章设计内容及要求

采用电桥法,利用PT100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED数码管显示,℃,数据测量间隔时间为5S。

1、针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法。
2、利用电路对测温电路进行非线性校正,提高测温精度(电路非线性校正和EPROM查表法非线性校正)。
3、讨论误差的形成因素和减少误差的措施。
4、进行简单的温度开关控制。
系统参考原理框图
:
显示电路
A/D转换
放大电路
电桥电路


时钟电路
供电电路


第二章总体设计方案
方案一
总体工作电路原理图:MC1403部分有错,见下面的应用。
10K
20K

IN4148
19013
3K
20K
20K
10K
10K
MC14433
CD4511
470K
470K
3K
100


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
-5V
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1
2
3
“1”
4
5
6
7
8
16
MC1413
+5V
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
千百十个
位选开关
4只数码管
译码驱动
A/D转换器
VAG
VR
VX
R1
R1/C1
C1
C01
C02
DU
CP1
CP2
VEE
VDD
Q3
Q2
Q1
Q0
DS1
DS2
DS3
DS4
OR
EOC
VSS
a
b
c
f
e
g
d
3K
+5V
+9V
探头

本方案以半导体二极管作为温度传感器,因为半导体二极管的正向压降决定于正向电流的大小和温度,当正向电流一定时,正向压降随温度的升高而下降。对于普通的硅二极管1N4148而言,具有约-21mV/℃的温度系数,当两个1N4148串接时,总的正向压降与温度的关系约为-42mV/℃。理论和实践都已证明,在-50℃~+150℃的范围内,二极管的测温精度可达±01℃,与其他温度传感器比较,二极管温度传感器具有灵敏度高、线性好、简便的特点,而且当二极管的正向电流和温度一定的情况下,其正向压降是非常稳定的。
方案二
+5V
总体工作电路原理图:MC1403部分有错,见下面的应用
+5V
基
准
电
源
10K
MC14433
MC1403
CD4511
-5V
1
2
3
10K
470K
470K
3K
100


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
-5V
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1
2
3
“1”
4
5
6
7
8
16
MC1413
+5V
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
千百十个
位选开关
4只数码管
译码驱动
A/D转换器
VAG
VR
VX
R1
R1/C1
C1
C01
C02
DU
CP1
CP2
VEE
VDD
Q3
Q2
Q1
Q0
DS1
DS2
DS3
DS