《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 水溫測量儀

1、湖南工學(xué)院模電課程設(shè)計說明書 課題名稱：水 溫 測 量 儀 專業(yè)名稱：電子測量技術(shù)與儀器班級名稱: 電 測 0701 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 課程設(shè)計任務(wù)書內(nèi)容摘要一、 課程設(shè)計的任務(wù)和目的 使學(xué)生通過動手解決一兩個實際問題，鞏固和運用在模擬電子技術(shù)中所學(xué)的理論知識和實驗技能，基本掌握常用模擬電路的一般設(shè)計方法，提高設(shè)計能力和動手能力，為以后從事電子電路設(shè)計、研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。二、 課程設(shè)計的基本要求 1、掌握電子電路分析和設(shè)計的基本方法。包括：根據(jù)設(shè)計任務(wù)和指標(biāo)初選電路；調(diào)查研究和設(shè)計計算確定電路方案；選擇元件、安裝電路、調(diào)試改進；分析實驗結(jié)果、寫出設(shè)計總結(jié)報告。2、培養(yǎng)一定

2、的自學(xué)能力、獨立分析問題的能力和解決問題的能力。包括：學(xué)會自己分析解決問題的方法；對設(shè)計中遇到的問題，能通過獨立思考、查詢工具書和參考文獻來尋找解決方案，掌握電路測試的一般規(guī)律；能通過觀察、判斷、實驗、再判斷的基本方法解決實驗中出現(xiàn)的一般故障；能對實驗結(jié)果獨立地進行分析，進而做出恰當(dāng)?shù)脑u價。3、掌握普通電子電路的生產(chǎn)流程及安裝、布線、焊接等基本技能。4、鞏固常用電子儀器的正確使用方法，掌握常用電子器件的測試技能。5、通過嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練和設(shè)計實踐，逐步樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實事求是的科學(xué)作風(fēng)，并逐步建立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀和全局觀。課程設(shè)計任務(wù) 課題六 水溫測量儀整體要求：設(shè)計一個溫度測量儀，

3、要求其溫度測量范圍為室溫50，所測的實際溫度由數(shù)字電壓表實現(xiàn)溫度顯示，可直接讀出溫度值，并且當(dāng)被測溫度達到50時，由指示燈或蜂鳴器等組成的報警電路工作發(fā)出警報。具體過程：1、 根據(jù)設(shè)計任務(wù)，分析論證各可行方案，確定總體的電路方案； 2、 選擇好所需的元件并確定各元件參數(shù)，根據(jù)原理圖安裝電路；3、 根據(jù)各單元電路逐步完成實物制作，然后調(diào)試，對不理想電路進行改進；4、 分析實驗結(jié)果，總結(jié)遇到的問題和解決辦法、體會，寫出設(shè)計總結(jié)報告。目錄 課程設(shè)計任務(wù)書 （2）第一章 系統(tǒng)總體方案分析及原理框圖1.1 設(shè)計目的（5） 1.2 設(shè)計要求及技術(shù)指標(biāo)（5）1.3 總體方框圖和方案確定（6）1.4 電路設(shè)計

4、總體方案描述 （8） 第二章 系統(tǒng)各單元電路原理2.1 溫度傳感器的工作原理（9）2.2 直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計（10）2.3 放大電路的設(shè)計（11）2.4 比較及報警電路的設(shè)計（12）第三章 protel電路原理圖及電路仿真（13）3.1水溫測量儀的protel電路原理圖（13）3.2 信號轉(zhuǎn)換電路的仿真（13）3.3 放大電路的仿真（14）3.4 比較以及報警電路的仿真（15）第四章 電路安裝與調(diào)試（17） 4.1 信號轉(zhuǎn)換電路的安裝（17）4.2 放大電路的安裝與調(diào)試（17）4.3 比較器以及報警電路的安裝及調(diào)試（17）4.4 總電路及電源的安裝及調(diào)試（18）4.5 安裝與調(diào)試電路中出現(xiàn)

5、的問題及解決方法（18） 4.6 溫度測量儀電路的實驗結(jié)果（19）第五章 課程設(shè)計總結(jié)(20)第六章 電子元器件列表清單（21）第七章 參考文獻（22）第一章 系統(tǒng)總體方案分析及原理框圖1.1設(shè)計目的1、 通過對溫度測量電路的設(shè)計、安裝和調(diào)試了解溫度傳感器的性能，學(xué)會在實際電路中應(yīng)用；2、 進一步熟悉集成運放的線性和非線性應(yīng)用。1.2設(shè)計要求和技術(shù)指標(biāo)1、 技術(shù)指標(biāo)：要求設(shè)計一個溫度測量器件，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：（1） 測量范圍:室溫；（2） 被測溫度達到時，指示燈亮（或蜂鳴器工作）；（3） 由數(shù)字電壓表實現(xiàn)溫度顯示，可直接讀出溫度值。2、設(shè)計要求：（1） 計一個能滿足要求的溫度測量及報警電路

6、；（2） 求繪制原理圖，并用protel畫出印制板圖；（3） 根據(jù)設(shè)計要求和技術(shù)指標(biāo)設(shè)計好電路，選好元件及參數(shù)；（4） 在萬能板或面包板上安裝好電路并調(diào)試；（5） 擬定測試方案和設(shè)計步驟；（6） 撰寫設(shè)計報告、調(diào)試總結(jié)及使用說明書。1.3總體方框圖和方案選擇 電壓比較電路報警設(shè)備被測溫度放大電路電壓表溫度顯示溫度傳感器 水溫測量儀是實現(xiàn)溫度測量的電子電路儀器，其基本理論依據(jù)是依靠溫度傳感器,如ad590,lm350系列等集成溫度傳感器，或具有溫度傳感效應(yīng)的電子元器件，將模擬的溫度信號，轉(zhuǎn)換成與其成線性關(guān)系的電壓信號（u），以達到測量溫度的目的。其設(shè)計方案的主要框圖如下：圖1-1 水溫測量儀總體

7、設(shè)計框圖 在溫度測量儀中溫度傳感器是很重要的一部分，用什么樣的溫度傳感器把溫度轉(zhuǎn)換成我們所需要的物理量直接影響到電路各個部分的設(shè)計，同時也決定了整個設(shè)計復(fù)雜程度、成本高低和設(shè)計思路。所以溫度傳感器是選擇方案的主要參考對象。其中結(jié)合實際情況比較簡單適合的電路方案有：方案一利用熱敏電阻，根據(jù)電阻的溫度效應(yīng)（基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的）而制。具體方案可用cu50熱電阻，接入5ma的恒流源，引出熱電阻兩端的電壓，經(jīng)放大后，接到數(shù)字電壓表顯示電壓，對于報警回路，熱電阻上的電壓信號放大后，引出一個與一個設(shè)定電壓值5v（用電位器來調(diào)整與改變）來進行比較，如果熱電阻上的電壓

8、信號達到設(shè)定值后，使比較器輸出從而使繼電器動作，達到報警的目的。方案二利用集成的溫度傳感器，它具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強、可遠(yuǎn)距離測溫、外圍電路簡單且使用方便等優(yōu)點。這里以ad590（輸出阻抗達10m，轉(zhuǎn)換當(dāng)量為1ua/k，不需要進行非線性校準(zhǔn)）為例作介紹；ad590是利用pn結(jié)構(gòu)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。具體可在其輸出端串接一個10k的恒值電阻，此電阻上流過的電流將和被測溫度成正比，此時電阻兩端將會有10mvk的電壓信號。得到的電壓同樣經(jīng)過放大后用如上所述接到報警電路上去即可。方案三利用二極管，根據(jù)溫度對二極管特性的影響（溫度

9、升高，正向伏安特性上移，反向特性下移），具體的變化規(guī)律是：保持正向電流不變時，溫度每升高1，結(jié)電壓減小約2.1mv。利用這個特性，把這個變化的電壓放大適當(dāng)?shù)谋稊?shù)后再接上如上所接電路即可制成溫度測量儀。方案分析及選擇針對系統(tǒng)提出的任務(wù)、要求和條件，從設(shè)計方案的合理、經(jīng)濟可行、功能齊全、技術(shù)先進等各個方面綜合考慮，方案一經(jīng)濟方面上可行，且總體電路原理較為簡單，但此方案中需要一個電壓源，想通過電路實現(xiàn)較為復(fù)雜。而且cu50熱電阻的非線性比例較為嚴(yán)重，所測溫度精確度不高。所以不選擇此方案。方案二原理簡單可行，其中的溫度傳感器ad590也很好的實現(xiàn)了溫度的轉(zhuǎn)換，并且他的線性好、精度高、使用方便?？梢运闶?/p>

10、三個方案中最簡單可行的一套方案。但最主要的問題是其中所需集成溫度傳感器ad590的價格相對較高而且市場上難以買到，所以第二方案也無法實現(xiàn)。第三個方案原理簡單也比較經(jīng)濟，所接電路也不是很復(fù)雜。所以最終確定方案為第三個方案。但是在這里我們還是把方案二的主體思路描敘如下： 采用ad590集成溫度傳感器進行溫度電流轉(zhuǎn)換。它是一種電流型二端器件，其內(nèi)部已作修正，具有良好的互換性和線性。有消除電源波動的特性。輸出阻抗達10m，轉(zhuǎn)換當(dāng)量為1ua/k。溫度-電壓變換電路如圖1-2所示。 圖1-2 溫度-電壓變換電路圖電路原理分析：1、ad590的輸出電流i=（273+t）ua（t為攝氏溫度），因此測量的電壓為

11、（273+t）ua10k=（2.73+t/100）v。為了將電壓測出來又無須使電流分流，所以我們用一個電壓跟隨器使其電壓v2=v。2、再利用可變電阻分壓，用穩(wěn)壓二極管作穩(wěn)壓元件，使的輸出電壓v1=2.73v。3、最后再使用差分放大器使其輸出vo=（100k/10k）（v2-v1）=t/10，果實際溫度為15，則vo為1.5v。再將得到的電壓vo接到數(shù)字電壓表或ad轉(zhuǎn)換器，輸出的數(shù)字量就和溫度成線性比例關(guān)系了。1.4 電路設(shè)計總體方案描述本水溫測量儀采用普通半導(dǎo)體二極管1n4148作溫度傳感器，二極管測正向壓降隨溫度的變化而成線性變化，利用這個特性即可以用其測量溫度。經(jīng)二極管轉(zhuǎn)換的溫度電壓信號經(jīng)

12、差動放大電路放大后的轉(zhuǎn)換當(dāng)量為0.1v/，例如:在室溫25時,轉(zhuǎn)換電壓則為2.5v。比較報警電路采用電壓（電平）比較器，為比較器的比較電壓，對應(yīng)的溫度為報警溫度，本電路設(shè)計的報警溫度為50，即當(dāng)溫度上升到50時，報警系統(tǒng)（由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成）開始工作。運算放大器（ua741）連接成電壓跟隨器的形式，其輸出電壓作為后續(xù)電路的公共地。差動放大器（ua741）的差動電壓增益為10倍，其輸出電壓作為電壓比較器的輸入，同時也作為待顯示電壓接入a/d轉(zhuǎn)換及顯示電路系統(tǒng)，以期達到直接顯示溫度值的目的。a/d轉(zhuǎn)換器采用icl7107單片cmos雙積分型轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部包含有線性放大器、模擬開關(guān)、時鐘振蕩器

13、、七段譯碼顯示驅(qū)動器等電路。下圖為水溫測量儀的電路原理圖： 圖1-3 水溫測量儀的電路圖第二章 各個部分的電路設(shè)計2.1、溫度傳感器的工作原理溫度傳感器是水溫測量儀中的重要部分，它的性能一般要求靈敏度高、穩(wěn)定 性好、價格便宜、對溫度外的物理量不敏感、不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。市場上的溫度傳感器可分為集成和分立式兩種，常見的集成溫度傳感器如sl616、lm354/35dz、ad590/594/595等等，這類集成溫度傳感器一般都無需校準(zhǔn)，具有較高的溫測精度和靈敏度，而且性能比較穩(wěn)定等，但價格相對會稍高一點。常見的分立溫度傳感器有銅電阻、硅熱敏晶體管以及普通硅二極管等等。在這里我們用到的是普通硅二極管1

14、n4148。半導(dǎo)體二極管的正向壓降取決于正向電流和溫度，當(dāng)正向電流一定時，正向壓降就會隨溫度的上升而下降，對于普通的硅二極管1n4148而言，它的溫度系數(shù)約為-2.1mv/，在低溫環(huán)境下，1n4148的溫度傳感線性度和靈敏度還是比較理想的，但要用二極管作溫度傳感器組成溫測電路，還必須考慮到電流的恒定效果，以給溫度傳感器提供恒定的正向電流，使溫度探頭二極管的正向壓降只受溫度的單一影響。因而我們在電路中將溫度探頭二極管接成如下圖形式： 圖2-1 溫度傳感電路圖 圖中與作為運算放大器（ua741）的輸入，均為恒定電壓,故根據(jù)運算放大器的“虛短”和“虛斷”概念有：流過r1的電流全部流過二極管1n414

15、8，而又由恒定不變，故流過二極管的電流i=恒定不變，這樣二極管的正向壓降就只與溫度有關(guān)了，這樣二極管就實現(xiàn)了溫度傳感器功能。那么， ，其中，k=-2.1mv/，為溫度變化量，為參考0時二極管的正向壓降，這樣，外界待測溫度就順利地轉(zhuǎn)化成了電壓信號。在這里，公共壓端，從而的到=（2.5）ma，=+（+2.1）。 2.2、直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計都知道，直流穩(wěn)壓電源給所有需要直流電源的電子電路設(shè)備和元器件提供電壓或電流，是電子線路能夠正常穩(wěn)定工作的前提和保證。在這里，我們需要將220v的生活用電電壓轉(zhuǎn)換成為我們所需要的12v、5v等不同值的直流電壓。下圖即為本電路的直流穩(wěn)壓電源電路： 圖2-2 直流穩(wěn)

16、壓電源電路圖圖中：直流化是指將經(jīng)變壓器變壓后的12v低壓交流電，轉(zhuǎn)化成為12v的直流電的過程。在這里就用一個直流電源變壓器代替。公共壓端是指用r3的偏置電壓，作為后續(xù)電路的公共參考端，這樣比直接以地為參考端更體現(xiàn)出穩(wěn)定的優(yōu)越性。在這里，從而得到公共端壓u=5/2=2.5v.調(diào)零端指當(dāng)待測溫度為0時，通過調(diào)節(jié)調(diào)零端來使顯示溫度讀數(shù)為0。要求電流適可，那么電阻取0.7k，滑動變阻器rp取2.5k，取2.2k，這樣，i=（5-2.5）/(0.7+2.5+2.2)=0.46ma，那么降在上的壓降則為=0.70.46=0.32v,從而使得后面的差動放大輸入對地電壓=5-0.32=4.68v滿足要求。差放

17、1 是指作為差動放大器的一個輸入電壓，來和運算放大器（ua741）的輸出，共同作為運算放大器（ua741）差動器的差動放大輸入，其對地值取4.7v左右即可。比較電壓是指電壓比較器的參考電壓,這里取5.0v，也就是對應(yīng)的報警溫度為50。2.3、放大電路的設(shè)計 差動放大輸入為4.7v左右的恒定電壓，為運算放大器（ua741）的輸出電壓，其中= =+2.1，其中u為調(diào)零電壓，需要在調(diào)試后才能確定其大小。差動放大器對差動輸入進行放大然后輸出，其輸出電壓在這里我們根據(jù)需要使放大增益=r4/rf=50，r3=r4取1k，取=68（考慮到其他因素的干擾），即r4=68k，使得溫度/電壓當(dāng)量為0.1v/。其中

18、r1=r3/r4/rf,取68k，為平衡電阻。放大電路圖如下所示： 圖2-3 （差動）放大電路圖 2.4、比較器及報警電路的設(shè)計比較器是水溫測量儀的重要部分之一，在我們設(shè)定好上限溫度下的情況下，當(dāng)二極管所測溫度超過所測的溫度，報警電路開始工作。在現(xiàn)實應(yīng)用中報警電路還可以另外加接一個繼電器驅(qū)動電路，當(dāng)被測溫度超過所設(shè)溫度，繼電器動作，使觸電連接啟動降溫電路等等。在這里，報警電路為發(fā)光二極管和蜂鳴器組成的單向?qū)娐贰Ｎ覀冇眠\算放大器（ua741）構(gòu)成電壓比較器，根據(jù)電壓比較器的特性則有：當(dāng)時，則輸出電壓=-5v,此時由于二極管的單向?qū)щ娦?，報警電路不?dǎo)通，二極管不發(fā)光，蜂鳴器不響；反之當(dāng)時，輸出

19、電壓+5v，報警電路導(dǎo)通，二極管發(fā)光，蜂鳴器開始鳴叫發(fā)聲。為控制溫度設(shè)定電壓（對應(yīng)控制溫度），在這里我們設(shè)定為50為設(shè)定溫度，那么，根據(jù)溫度/電壓當(dāng)量為0.1v/的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，就有=5v。圖中r3、r4分別取10k,電壓比較器以及報警電路如下圖所示： 圖2-4 電壓比較器以及報警電路第三章 protel電路原理圖及電路仿真3.1、水溫測量儀的protel電路原理圖 圖3-2（a） 水溫測量儀的測量部分的pcb原理圖3.2、信號轉(zhuǎn)換電路的仿真 下圖為信號轉(zhuǎn)換電路的仿真電路圖，其中，溫度傳感器二極管用電阻替代，當(dāng)改變電阻的大小時，電阻上的壓降也會隨之改變。溫度傳感器二極管隨溫度的變化，其正向?qū)▔航?/p>

20、隨之變化也可以等效為其等效電阻的變化，這樣就可以模擬出信號轉(zhuǎn)換的情形了。圖3-2 信號轉(zhuǎn)換電路的仿真圖下表為我們通過改變（減?。┓答侂娮枳柚祦砟M仿真溫度傳感器二極管溫度變化（升高）時對集成運放輸出端的影響，仿真測試結(jié)果及數(shù)值分析下：反饋電阻/1000900800700600500400300200100輸出電壓/v3.193.032.882.722.562.402.232.081.921.76電壓變化量（測）0.160.150.160.160.160.170.150.160.16表3-2 信號轉(zhuǎn)換電路的仿真結(jié)果從上表仿真結(jié)果可以反映出:當(dāng)反饋電阻的阻值減小時，集成運放輸出電壓也隨之減小，而且

21、并變化量基本均勻維持在0.16v/100,這就表明: 當(dāng)溫度傳感器二極管上的管壓降隨溫度的上升而下降時，由溫度信號轉(zhuǎn)換成的電壓信號也隨之等差減小，電路仿真顯示正常。3.3、放大電路的仿真 下圖為水溫測量儀設(shè)計的差動放大部分，其中差動放大的實際差動輸入約在0（0）0.21v（100）范圍里變化，故在這里我們的差動輸入電壓范圍在00.28v范圍里變化，差動電壓增益為68，ewb仿真電路如下圖所示： 圖3-3 差動放大電路的ewb仿真電路圖 在預(yù)定的差動輸入電壓的范圍里變化輸入電壓，測量其差動放大輸出電壓，并記錄于下表： 差動放大 輸入/v 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12

22、 0.14差動放大 輸出/v 1.36 2.72 4.08 5.44 6.80 8.16 9.52實際放大倍數(shù) 68.0 68.0 68.0 68.0 68.0 68.0 68.0差動放大 輸入/v 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28差動放大 輸出/v 10.88 12.24 13.60 14.96 16.32 17.68 19.04實際放大倍數(shù) 68.0 68.0 68.0 68.0 68.0 68.0 68.0 表 3-3 差動放大電路放大倍數(shù)的ewb仿真結(jié)果 從上表可以看出，差動放大器在微差動電壓下的放大倍數(shù)穩(wěn)定在68處，符 合設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)，而卻放大電

23、壓范圍沒有達到飽和水平，方案可行。這樣就可以將微變的二極管管壓降放大到0.1v/的溫度-電壓轉(zhuǎn)換當(dāng)量上。3.4、比較以及報警電路的仿真比較器采用單值電壓比較器，集成運算放大器的反響輸入端接如10k的電阻，然后接一比較電壓uref，其中uref的取值為50的報警溫度所對應(yīng)的5v輸出顯示電壓，正向輸入端接一各10k的電阻后，接經(jīng)差動放大器放大后的輸出電壓ui，比較器的工作原理是：當(dāng)uiuref時，比較器輸出反向飽和電壓-uom，這樣，由發(fā)光二極管組成的報警電路處于截止?fàn)顟B(tài)，二極管不發(fā)光；反之當(dāng)輸入電壓uiuref時，比較器輸出正向飽和電壓+uom ,這樣，報警電路導(dǎo)通，發(fā)光二極管開始發(fā)光，以發(fā)出警

24、報信號，這時說明被測溫度已經(jīng)達到或超過50。下圖為比較器和報警電路的ewb仿真電路： 圖3-4 比較器和報警電路的ewb仿真電路 仿真結(jié)果如下表所示：比較電壓（v） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10輸出電壓（v） -20.00 -20.00 -20.00 -20.00 + 0.0009 +19.98 +19.98 +19.98 +19.98 +19.98二極管狀態(tài)不亮 不亮 不亮 不亮 不亮 亮 亮 亮 亮 亮 表3-4 比較器和報警電路的ewb仿真結(jié)果 第四章 電路安裝與調(diào)試及測試結(jié)果4.1、信號轉(zhuǎn)換電路的安裝 由于在信號轉(zhuǎn)換電路以及后續(xù)電路中都有用到a741集成運算放大器，故在這里

25、先簡單的一下其外部引腳功能封裝及調(diào)零方法。示意圖如下所示： 圖3-1 741型運算放大器的封裝及調(diào)零示意圖按照總電路圖1-2（a）所示，將各信號轉(zhuǎn)換電路部分各元器件焊接在萬能板上，焊接是注意焊接的操作規(guī)范，并確保焊接的焊點正確。焊接集成芯片時最好加焊插座，焊好插座后再插入芯片，以免因焊接局部溫度過高而損壞集成芯片，焊接要注意整體布局，以美觀、簡潔和不影響后續(xù)電路的焊接為基準(zhǔn)，焊好741芯片插座后，再焊接溫度傳感器二極，在焊接二極管時，一定要注意不能接反二極管的極性，先在萬能表上將其極性測試好后再進行焊接。然后分別把各電阻放入適當(dāng)位置進行焊接，尤其注意電位器的接法，滑動端和固定端一定要區(qū)分開；最

26、后還要注意直流源的正負(fù)及接地端。按電路圖接線完畢后，將電位器的滑片滑到電位0端。4.2、放大電路的安裝 放大電路的安裝焊接按照圖2-3所示進行。焊接過程同樣要注意電路的電源正負(fù)極、運算放大器的各個引腳都不可以接錯，電位器的引腳也要注意。最后還要注意整體的元器件的排版布局以美觀、簡潔明了和不妨礙后續(xù)電路的走線和焊接為原則。 4.3、比較器以及報警電路的安裝 比較及報警電路的安裝焊接參考圖2-4電路所示。首先將a741芯片底座焊接在萬能板上，同樣在焊接時不能把引腳焊錯，注意芯片的引腳參考編號起點標(biāo)志的位置。底座焊好后開始焊接各個位置的電阻，然后焊接發(fā)光二極管和蜂鳴器，一并注意焊接電路的原則。 連接

27、好電路后，給icl7107芯片通電，按下測試開關(guān)按鈕，數(shù)碼顯示管全亮，說明電路安裝一切正常。給顯示系統(tǒng)測試端加上5v電壓，數(shù)碼管顯示5.0v數(shù)值。說明數(shù)值顯示電路的參數(shù)設(shè)置一切正常。4.4、總電路和電源的安裝及調(diào)試 按照圖2-2所示電路，將水溫測量儀設(shè)計的電源系統(tǒng)安裝焊接好，其中，要特別注意穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管是利用它的反向特性即在一定電壓范圍里，反向偏置電壓不隨電流的變化大幅變化，也就是說在很小的范圍里變化，基本維持在某一值不變，這是穩(wěn)壓二極管反向連接所獨有的特性，因而，要特別注意穩(wěn)壓二極管一定要反接在電路中，否則就是一個普通的二極管，完全沒有穩(wěn)壓的作用。其次，其他各個環(huán)節(jié)的電源均采用電阻

28、偏置電壓來提供特定的電壓供應(yīng)。只要按照圖示的電路連接，就可以順利的滿足電路中各個環(huán)節(jié)不同的電壓要求了，連接、焊接好后，用萬用表檢查各個電壓端是否滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)要求。 接下來，就是將以上的溫度傳感器、差動放大電路、電壓比較電路、報警電路還有顯示電路和各個相應(yīng)的電源正確地連接起來，然后將彼此按照圖1-2（a）正確連接在一起，組成一個完整的水溫測量儀。 最后，接通系統(tǒng)電路的電源，并進行測量調(diào)試。首先，將溫度傳感器二極管1n4148置于溫度為0的冰水混合物中，然后調(diào)節(jié)電位器rp1,使溫度顯示值顯示為0.0；接下來，將溫度傳感器置于100的沸水中，調(diào)節(jié)電位器rp2,使溫度顯示值為10.0，這樣，水溫測量儀

29、的校正和測量量程的確定工作就完成了。最后，對任意溫度進行測試，并記錄必要的測試數(shù)據(jù)。4.5、安裝與調(diào)試電路中需要注意的問題及解決方法 電路的安裝需要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)則進行，以減少不必要的問題的出現(xiàn)。、焊接元器件應(yīng)注意： 焊點應(yīng)保證接觸良好，保證被焊件間能流過一定的電流； 焊錫要有一定的機械強度； 避免虛焊現(xiàn)象的發(fā)生； 焊點表面應(yīng)美觀，應(yīng)呈現(xiàn)光滑狀態(tài)，不得出現(xiàn)棱角和拉升現(xiàn)象等。 要解決這些問題，就得選用合格的焊錫，用合適的助焊劑和保持焊件表面清潔，以及注意焊接時的細(xì)小技等等。、插裝元件應(yīng)注意： 引線不能在根部彎曲，至少在離根部1.5mm以上，以免損壞元器件的結(jié)構(gòu)； 彎曲處的圓角半徑要大于兩倍引線直

30、徑； 彎曲后的兩根引線要與元器件本體垂直，且與元件中心位于同一平面內(nèi)； 元件的標(biāo)記符號應(yīng)方向一致，建議向上，以便于觀察。、電路元器件的布局： 在電路板上對元器件進行布局也叫排列，元件布局對電子設(shè)備的性能影響非常大，不同的電路有不同的布局要求，其一般有如下要求： 按信號流向逐級排列輸入和輸出； 相互干擾的元器件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離； 元件布局要均勻、整齊、緊促還有美觀； 布線不要有交叉，而且盡量要短等等.4.6、溫度測量儀電路的實驗結(jié)果 實驗結(jié)果是用將水溫測量儀進行實際溫度測量，并記錄下數(shù)值，然后將溫度測量的數(shù)值和實際溫度值作比較，并對數(shù)值進行誤差分析，分析誤差產(chǎn)生的原因，以便進一步改進電路。心得體會很榮幸這個學(xué)期我們專業(yè)開設(shè)了本次課程設(shè)計的課程，這一次的設(shè)計對于我來說都是一種考驗。也為了我以后能設(shè)計出更多更好的電子產(chǎn)品打下堅實的基礎(chǔ)。對于我來說，也是為了在下次的大學(xué)生電子設(shè)計競賽中能夠有自身學(xué)習(xí)的機會?，F(xiàn)代社會是一個電子盛行的社會。隨著現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，對于我們新一代的電子設(shè)計人才來說是一種挑戰(zhàn)，也是一種機遇。會更加激發(fā)我們的斗志！在這次課程設(shè)