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1、综合设计性实验报告 综合设计性实验报告 实验名称：基于AD590温控器的设计 专业：应用物理学 年级：1201级 组次：第四组 组员：李红洲李克乐马向军马永浩 指导教师：王婷 口期：2022 年 7 月 20 n 1实验目的 1. 1 了解常用的集成温度传感器AD590的内部原理及基本的工作原理。 1.2设计电路检测AD590输出的电压U与水温T的线性关系。 1.3讨论电流输出型和电压输出型集成温度传感器的优缺点。 1. 4设计电路当水温高于90摄氏度时能报警提示。 2实验原理 2. 1温度控制器系统的基本原理 本电路有温度传感器，K-OC变换、控制温度设置和放大器等部件组成。温度传感器的作用
2、是把温度信号转换成电流信号或电压信号，K-OC变换将热力学温度K转换成摄氏温度0C。信号经放大器放大和刻度定标后由数字电压表直接显示温度值，并同时送入比较器与预先设定的固定温度值进行比较，由比较器输出电平的高低变化来控制执行机构（继电器）工作，实现温度的白动控制。 如图为AD590的外形电路，在制造时按K氏度标定，即在0 C时,AD590的电流为 273uA,温 度每增加1K氏度，电流随之增加luA。AD590相当于恒流源，和一电阻串联即将电流信号转换为电压信号，为了精确起见还应有一电位器串入，如果串入1KQ电阻，温度每变化1K,电压变化hnV,且与温度的变化成正比，即转换当量ImV/Ko当电
3、源电压在V=4uV?30V之间时，其电流将随温度的大小而线性变化。由于电源电压的变动亦会影响AD590电流输出，但随电源电压的变大，其电压变动所造成的影响将变小, 因此建议采用较高电源电压，AD590对温度T的端电流关系式为: I 仃)=1(0) =lu/C XT (C) =273. 2uA=TuA V仃)=I(T) XR=273? 2XR+TXR 可见电压输出V （T）与温度T呈线性关系 AD590的外形电路图 2.2电路中，用AD590获取温度信号。根据AD590的数据手册可以知道，在正常工作的情况下，AD590的电流变化1UA,相当于环境温度变化1摄氏度，当环境温度为0摄氏度的时候，AD
4、590产生273 UA的电流。AD590经过10K的电阻串联后，在电阻的两端产生（2. 73+T） V的电压，该电压经过由LM324构成的差分放大电路后，调整为0-5V的 电压，输入到继电器，触发继电器驱动蜂鸣器发声。 3实验内容与步骤 3.1方案设计：正确选择实验方法，进行参数估算，选择实验仪器，给出电路图，拟定 实施方法和操作步骤，考虑数据处理方法等。 试验流程图: 分压过后，转换为2?73、3?73V 的电压，经过一个由LM324构成的跟随器后，送至三运 放放大电路的一端（设这个电压为U0）。稳压管1N4728可以将5V 的电源稳压成为3.3V, 再经1K 的滑动变阻器R7分压后，产生2
5、.73V 的电压（U1）,送至三运放放大电路的另 一输入端。可以通过调节5K 的滑动变阻器R8的阻值，来调节放大倍数。经过该三运 仪器调试：万用表，DH1718-5型双路跟踪稳压稳流电源, 数据测量：测量AD590在不同温度 下输出的电流电压值。 具体电路图如下所示: 焊接的电路板: 继电器驱动 、100摄氏度）的电流，经过R1的 放, 实现了电压的相减和调节。 3.2 3.3 4实验数据及处理 实验数据记录如下：（其中：I=U/R. R=lkQ 。） 常温 压为 2.49V,放大正常。再改变温度至80摄氏度的时候，发现输出电压为 3.8V,与放 大关系不符，分析发现，原因是LM324工作在5
6、V 的电压下，由于本身的放大局限，放 大器的输出一般要小于电源电压，所以，基本上3.8V 已经达到了 LM324的最高输出值。 若要使输出电压增大，则需要为LM324提供更高的电压。 6实验注意事项 1电路板的检查： 检查电路板的焊接是否正确，有无虚焊.错焊以及漏焊，各电阻的 阻值是否正确，集成运放LI324的管教是否连接正确，以及AD590和1N4728的连接是 否有误。在该次调试中，发现有一电阻接错，后仔细对照图纸检查，重新焊接正确。 2各关键点电压的测量：分别测量各关键点的电压值，检查电路工作是否基本正确。实 际测得，U0=2.81V Ul=2. 63V,Uout=3.8V,温度改变，U
7、0变化，但是输出不变。分析 后发现，原來最后一个放大器l ；2D 的反馈电阻接到了 +端，所以导致输出电压值恒定不 将温 5实 验结果 度传 感 AD590 置 摄氏度的 于26 变，于是将电阻重新焊接。 3调节调零电压：调零电压的调节是通过改变1K的滑动变阻器R7的阻值来实现的。 4调节放大倍数：调节放大倍数是通过改变5K的滑动变阻器R8的阻值来实现的，分析 得知，放大5倍较为合适。 7参考文献 1 范立南?单片机原理及应用教程M? 2022. 1. 刘瑞新?单片机原理及应用教程M. 2022. 7. 马建国、孟宪元.电子设计自动化技术基础M?清华大学出版.2022.1. 4 姜威?实用电子
8、系统设计基础M. 2022. L 5 张靖武?单片机系统的PROTEUS设计与仿真M? 2022. 4. 赵海雁.AD590温度传感器?测试技术学报? 1997. 11. 7 刘燕，兰志强-AD590集成电路温度传感器的特性测量与应用?中国仪器仪 表，2022. 6. 8张新安.用AD590制作高精度数字温度计?实用电子制作，2022. 8. 9汪明珠，毛徳梅等.基于AD590的温度测控电路及应用.皖西学院报，2022. 2. 10蒋敏兰，胡生清等.AD590温度传感器的非线性补偿及应用?传感器技术, 2022.2. 8实验总结 经过这次的课程设计实验，我们得到了不少的收获，一方面加深了我们对
9、课本理论的认识，另一方面也提高了实验操作能力。现在我们总结了以下的体会和经验。 这次的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我们是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教別人才能得到提高的。我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这样我们就要有充分的准备，若是做了也不知道是个什么实验，那么做了也是白做。实验总是与课本知识相关的，在实验过程中，我们应该尽量减少操
10、作的盲目性提高实验效率的保证，有的人一开始就赶着做，结果却越做越忙，主要就是这个原因。在实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。 培养这种能力的前题是你对每次实验的态度。如果你在实验这方面很随便，抱着等老师教你怎么做，拿同学的报告去抄，尽管你的成绩会很高，但对将来工作是不利的。 通过本次课程设计，我更深入地了解了一个放大电路的设计过程，学习了 AD590 的工作方式和用LM324设计放大电路的方法，加深了对三运放高共模抑制比放大电路的理解，深刻体会了电路板焊接中的各种技巧。我对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的认识。 还有在课程设计过程中，我们确切的感受到，课本上的理论知识要是真正地去实践