二极管传感器的温度测控电路设计报告要求
激光二极管温度控制系统设计
课程设计说明书 课程名称《智能仪器设计》课程设计设计题目激光二极管温度控制系统设计 专业 自动化学生姓名 刘玉龙班级 B 自动化103班 学号 1010603317完成日期 2013年12月19日盐城工学院电气学院YanCheng Institute of Technology目录1 绪论 (2)1.1 激光二极管的特点及应用 (2)1.2 激光二极管温度控制技术研究现状 (2)1.3 本课题的基本要求及主要研究内容 (2)2 激光二极管温度控制系统的方案设计 (3)2.1 温控系统软件结构与流程图 (4)2.2 系统数据显示模块 (5)3 系统硬件设计 (5)3.1 温度传感器及其处理电路 (6)3.1.1温度传感器与铂热电阻 (6)3.1.2铂热电阻处理电路 (13)3.2 单片机介绍 (14)3.3 A/D转换器及其电路……………………………………………………………………… .153.3.1 MAX187 特点 (15)3.3.2 MAX187 管脚 (16)3.3.3 MAX187 操作时序 (17)3.3.4 MAX187 精度计算 (18)3.3.5 MAX187 的源代码程序 (19)3.4 系统显示电路 (20)3.4.1 MAX7219 管脚 (21)3.4.2 MAX7219源代码程序 (22)3.5半导体制冷硅(TEC)简介 (23)4 收获和体会 (24)5 参考文献 (26)6 附录6.1 电路设计总图1 绪论一、背景及意义随着电子技术的发展，人们的生活日趋数字化，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便；支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成本激光器的发明无疑是科学史上最伟大的发明之一，1960年5月，美国休斯顿实验室的物理学家梅曼(T.H.Mainmna)正式宣布制成红宝石激光器，开创了激光技术的先河。
简易温度传感器设计报告
温度传感器设计报告杨晶一、设计原理：常温下，开关二极管IN4148的管压降为0.7V左右，其值随温度的变化而变化，其关系曲线如下图所示：即温度每上升1℃正向压降降低2mV，利用此关系即可对温度信号进行捕获，然后经运放进行放大即可在相关仪器上显示温度的变化情况。
二、总电路图：三、设计分析：总电路可分为两部分，前置部分与后面的放大大电路。
1、恒流源部分：经查资料得知，二极管的管压降与温度构成线性关系需其处于一个恒流状态下。
如图所示：通过R2与R3的分压，运放输入端可获得约0.3V的电压，根据虚短原理，R1两端获得4.7V的电压，然后根据虚断原理，可得流过二极管的电流约为1mA，其值恒定不变，因而达到恒流的目的。
另C1的作用是滤去前置电路中的交流成分，提高电路的稳定性。
2.放大部分：可变电阻用来调节输出电压的值，在设定的起始温度下（如0℃）调节可变电阻使运放两输入端电压相等，此时输出为零，对应于外接电压表的零刻度。
考虑到恒流源中运放输出电阻的影响，R4取值不宜过小，应设计要求，取放大倍数为50，即温度每升一度输出的值变化为0.1V，故在0～100℃输出电压对应的范围为0～10V。
V1为模拟电压源，模拟二极管的压降变化。
为增加电路的稳定性，加入C2滤波。
四、仿真结果及分析：仿真还只是理论上的结果，具体数据还应根据实际电路的结果进行修正。
五、小结：虽然只是一个小小的温度传感器的设计，但其中所牵涉到的知识却也不少，且有许多的事项需要注意，同时还需要联系实际，如电阻的选择，滤波的使用等，虽还没出成品，但我想，通过这几天的理论设计，应该已无大碍。
这次的设计让我的知识又巩固了不少，希望以后再多多练习。
理论设计告一段落，后续实际电路的制作还需完成，故此将设计报告奉上，请老师点评。
红外二极管感应报警电路分析与制作
传感器检测技术课程设计红外二极管感应报警电路分析与制作2016 年 6 月目录一．设计要求 ........................................................ 错误!未定义书签。
二．原理................................................................. 错误!未定义书签。
三．硬件电路设计................................................ 错误!未定义书签。
四．软件设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
五．调试过程与结果分析.................................... 错误!未定义书签。
六.结论.................................................................... 错误!未定义书签。
七．总结................................................................. 错误!未定义书签。
八．附录................................................................. 错误!未定义书签。
九．参考文献 (21)十. 实物图 (24)家庭防盗报警系统设计报告一、设计要求1、当安全状态下，绿灯亮，表示安全；2.有人入室盗窃时候，感应器（本设计用开关K0代替，合上为有人入室盗窃）自动感应，并向单片机输入信号。
3、当检测到有人入室盗窃的信号输入，显示入室盗窃的指示灯，并响起扬声器通知，一定时间后自动恢复安全状态。
4、当人为手动停止（用开关K1代替），则恢复安全状态。
温度控制电路设计实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除温度控制电路设计实验报告篇一：电子技术课程设计报告温度控制电路电子技术课程设计报告学院：电气学院专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：1电力电子课程设计报告温度控制电路一.设计要求（1）．电路能够在一定范围内测量温度，对温度变化产生相应的反应。
（2）．能够预先设定一个温度，当温度低于设定值温控电路开始加热，高于设定值电路进入保温状态。
（3）．控制温度连续可调。
（4）．电路的加热和保温状态各有不同的灯光提示。
设计的作用、目的测温电路利用传感器监测外界温度的变化,通过差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号的变化放大,然后根据模拟电路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系,输出信号接Lm324单限比较器，并可通过设定比较电压的大小设定开始加热的温度，经过继电器控制加热保温环节的状态，来实现对温度的控制。
该电路还具有灯光提示功能，当被测温度超出设定温度时，电路进入保温状态同时保温提示灯亮，当被测温度低于设定温度时，电路进入加热状态同时加热提示灯亮，使它的功能更加完善，使用更加方便。
本设计采用温度测量、信号放大、保温加热环节三部分来具体实现上述目的。
二.设计的具体实现1．系统概述由于本设计是测温及控制电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，设计需要用到测温电路，放大电路，比较电路，保温加热电路。
温度传感器采用铂热电阻，放大电路采用差动放大电路。
图1.1原理框图2原理及工作过程：实验原理如图1.1所示，温度测量电路由正温度系数电阻特性的铂热电阻R3为一臂组成测温电桥，经测量放大器后输出，将其值与控制温度相比较，超出设定温度电路进入保温状态，保温指示灯亮，低于设定温度时，电路进入加热状态同时加热指示灯亮。
由电路工作原理，本系统可划分为三个模块：1）.温度测量电路2）.差动放大电路3）.保温加热电路2．单元电路设计与分析1）.温度测量电路实现方式：桥式电路，如图利用电桥将随温度变化的组织转化为电压，电桥输出的电压为：ux=ucc(R2*Rp1—R1*R3)/(R2+R3)(R1+Rp1) Vcc6V4u1A1Lm324n11Vee-5VR660.8kΩR760.8kΩ11u1b7Lm324n432）.差动放大电路在本模块中，采用由三片Lm324n构成的高阻抗差动放大器，其特点为：（1）高输入阻抗。
二极管 温升 测试标准
二极管温升测试标准一、测试环境条件1. 温度：25℃±2℃；2. 湿度：50%±5%；3. 测试环境应无尘、无污染、无磁场干扰。
二、测试设备1. 电源：稳压电源，能够稳定输出所需的测试电压；2. 电阻负载：能够模拟二极管的工作电阻；3. 温度计：用于测量二极管表面温度；4. 数据采集器：用于采集二极管的电压、电流等数据；5. 测试软件：能够控制测试设备、采集数据、分析数据。
三、测试程序1. 将二极管放置在测试设备中，连接好电源、电阻负载、温度计等设备；2. 将测试软件启动，设置好测试参数，如测试电压、测试时间等；3. 开始测试，记录二极管的电压、电流、温度等数据；4. 在测试过程中，每隔一段时间记录一次数据，直到测试结束；5. 将测试数据导入到测试软件中，进行数据分析。
四、测试样品1. 选取代表性样品，确保样品的质量和性能符合测试要求；2. 将样品放置在测试设备中，确保连接牢固，不会出现松动或短路现象。
五、测试结果记录与分析1. 将测试数据记录在测试报告中，包括电压、电流、温度等数据；2. 使用测试软件对数据进行处理和分析，计算出二极管的温升；3. 对测试结果进行评估，判断二极管的性能是否符合要求。
六、测试报告编写与审核1. 根据测试结果编写测试报告，包括测试环境、测试设备、测试程序、测试结果等内容；2. 对测试报告进行审核，确保报告的准确性和完整性；3. 将审核通过的报告提交给相关部门或领导审批。
七、测试安全防护1. 在测试前应对所有设备进行检查，确保设备的安全性；2. 在测试过程中应定期检查设备的运行状态，如发现异常应立即停止测试；。
高精度二极管温度传感器电路说明
⾼精度⼆极管温度传感器电路说明S系列硅⼆极管温度传感器⼀、起源与发展硅⼆极管温度传感器（以下简称S T S）⼜叫硅温敏⼆极管或硅PN 结温度传感器。
六⼗年代，科学家们发现：在⼀定的正向⼯作电流模式下，⼆极管的正向电压值随温度升⾼⽽下降，利⽤这⼀特性，可以实现对各种环境温度的测量与控制。
美国在七⼗年代初就⽣产了硅⼆极管温度传感器，⽬前已有多家公司提供产品。
经过⼏⼗年的不断研究、开发和完善，我国已经可以提供精度⾼、标准化、稳定、性价⽐⾼、⼤规模⽣产的⼯业化硅⼆极管温度传感器。
⼆、⽤途与应⽤STS⼴泛应⽤于各种固体、⽓体、液体温度检测与控制，应⽤领域和场合如表1:表1.STS应⽤领域与应⽤场合表2.STS与各种温度传感器性价⽐对⽐表三、供电电路STS的供电电路主要分为恒流源供电与恒压源供电两种，如图1 所⽰。
(⼀) 恒流源供电STS 的正向电压随电流呈对数的变化，⽐较缓慢，因此恒流1．恒流源供电 2.恒压源供电图1.STS ⼯作电路图⼯作时，⼯作电流发⽣微⼩的变化，不会引起较⼤的误差，这是STS 与热敏电阻不同的地⽅。
恒流源供电下的正向电压—温度特性，详见下⼀节。
(⼆) 恒压源供电恒压源供电时，限流电阻接在电源与 STS 正极之间，信号从 STS 正极与负极之间输出。
设计限流电阻值 R 时，以在 0℃时,使 STS ⼯作电流为 100µA 即可。
如 STS 的基准电压为 V f0（mV），恒压源为V（mV），则R =（V- V f0）(mV)/0.1(mA) （4）(三)恒流源与恒压源变化对V f 的影响①恒流源电流变化对V f 的影响（5）ΔV f=K（273.15+t）ΔI f/I f(mV)式中：ΔV f 为V f 变化量，K 为常数，0.086mV/K，ΔI f 为恒流源变化量，I f 为恒流源标准值。
当I f变⼤时，ΔV f变⼩。
②恒压源电压变化对V f 的影响（6）ΔV f=K（273.15+t）ΔV/（V-V f）(mV)式中：ΔV 为恒压源变化量， V 为恒压源标准值，V f 为STS 正向电压标准值。
中等精度(01℃)温度测量电路设计(热敏二极管)解读
课程设计题目中等精度（0.1℃）温度测量电路设计（热敏二极管）一、对题目的认识和理解温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。
本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识，同时综合温度传感器的相关应用，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。
不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。
温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪等等。
随着生产的发展，新型温度传感器还会涌现。
PN结温敏二极管是一种新型感温元件。
它与传统的测温元件相比，具有线性好，灵度高，响应快，稳定性好，不需要冷端补偿，使用方便等特点。
二、方案设计与认证方案一：铂电阻测温是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温范围的温度测量中。
但在这种检测电路中,不平衡电桥中以及铂电阻的阻值和温度之间的非线性特性给最后的温度测量来了一定的误差，不但增加了电路的复杂性, 而且由于包括传感器在内的各种硬件本身的缺陷和弱点, 所以往往难以达到较高的指标要求。
方案二：PN结温度传感器是利用晶体二极管或三极管的P-N结电压随温度的变化而变化。
例如硅管的PN结的电压温度每升高摄氏一度时，电压约下降1mV。
这种传感器有较好的线性度，灵敏度高，热时间常数约0.2s—2s，其测温范围为-50°C—150°C。
可用于一些高要求的温度检测。
又数码管显示电路较为精确，加上选择电路后使用芯片DH7107，然后与数码管相连，组成A/D转换部分和数字显示部分。
电路简单可靠，精确度不高但价格适中，较AD590更为经济适用。
综上所述，采用方案二作为合适的选择。
三、整体设计方案1、基本设计要求基于PN结的温度传感器设计，测量范围0~100°C,数码管显示温度变化，测量误差精确到1~0.5°C，能设置温度上下限和实现报警功能。
测温二极管及应用电路
测温二极管及应用电路温度是表示物体或环境冷热程度的一种物理量。
这里我们将介绍多种常用的温度传感器及应用电路，自己动手来做电子温度计实验，它不仅可测量温度并且还可组成温度控制器。
温度传感器是一种能将温度变化转换成电量变化的元器件。
本实验要介绍的温度传感器有：硅二极管、测温专用二极管、热敏电阻及集成温度传感器等。
本文先介绍硅二极管及测温专用二极管。
二极管温度传感器实验二极管具有单向导通特性，一般用作整流、控制电流流向等，但二极管也可用作温度传感器，可以先做一个简单的实验。
在面包板上按图1搭一个简单电路，用1V挡(指针式)或2V档(数字式)电压表测二极管的正向降压。
二极管导通后，它的正向压降约为0.6V左右(这是在室温条件下的正向压降值)。
若用点燃的火柴或打火机靠近二极管一下，你会发现二极管的管压降快速下降，火源离开后又逐渐恢复到原来的数值；若再用一小块冰(用布包着)或一小块冰冻的食物放在二极管上，你会发现管压降会增加，冰块拿走后，管压降渐恢复到原来的数值。
实验时要注意：火柴或打火机的火焰不能直接烧二极管(只能靠近)，否则火焰的温度太高会把二极管烧坏!另外，冰块要挨上二极管的玻璃外壳，但不要将二极管两个引脚同时都碰上(避免水将两引脚“短接”)。
这简单的实验告诉我们：二极管对温度十分敏感，温度的变化将改变它的管压降。
温度上升时管压降减小；温度下降时管压降增加。
下面我们进一步来做一个温度与管压降之间的定量关系实验。
我们已知在海平面一个大气压的条件下，水的沸腾温度为100℃；在冰与水共溶的条件下其温度为0℃。
在沿海一带或海拔不高的地区可以认为沸腾的水是100℃(误差不大)。
上述100℃及0℃两个温度值作为标准温度来标定温度与管压降之间的定量关系，即确定二极管的测温灵敏度。
按图2所示，用软导线将二极管( 1N4148)焊好，放入塑料袋内(要求不漏水)，然后放入沸腾的水中，5分钟后测二极管管压降VF(100℃)(要注意：塑料袋小的为好，并且尽可能减少袋中的空气)，并将VF(100℃)的值记下。
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扬州大学能源与动力工程学院
课程设计报告
题目：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计课程：传感器与测控电路课程实习
专业：测控技术与仪器
班级：测控07
姓名：
学号：
总目录第一部分：任务书
第二部分：课程设计报告
第三部分：设计电路图
第一部分
任
务
书
《传感器与测控电路课程实习》课程设计任务书
课题：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计
温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关，也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。
随着科学技术的发展，使得测温技术迅速发展，测温范围不断拓宽，测温精度不断提高，新的温度传感器不断出现，如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。
由于检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式不同，所以相应的硬件和软件也就不同。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。
由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》，《测控电路》，《模拟电子技术基础实验与课程设计》，《电子技术实验》等书的有关章节。
一、基于测温二极管传感器的温度测量控制电路设计简介
应用1N4148二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-65℃～200℃，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在要求的范围之内（40℃～60℃）。
要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。
二、基于测温二极管传感器的温度测控电路设计的工作原理
本课题中测量控制电路组成框图如下所示：
电路工作过程为：由二极管IN4148作为温度传感器采集温度信号，经差动放大后，送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较，当温度低于控制温度下限值时，红色发光二极管
亮，继电器1动作，控制加热器开始加热。
当温度高于控制温度上限值时，绿色发光二极管亮，继电器2动作，控制制冷器开始制冷。
当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，继电器全断开，不加热也不制冷。
因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。
注意事项
为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响，电路设计时注意不要使通过测温元件的电流超过1mA。
三、设计目的
通过设计了解如何运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的连接和调试，学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析电路设计、调试方面问题和解决问题的能力。
1、掌握传感器选择的一般设计方法；
2、掌握模拟IC器件的应用；
3、掌握测量电路的设计方法；
4、培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
四、设计要求及技术指标
1、设计、组装、调试测控电路；
2、温度控制范围：40～60℃；
3、使用环境温度：常温
4、输出信号：二值输出控制继电器工作；
5、温度范围控制，制热和制冷指示功能；
6、非线性误差：±1％。
五、设计所用仪器及器件
1．直流稳压电源
2．万用表
3．运放LM324
4．电阻、电容若干、红、绿发光二极管
5．温度传感器1N4148
6．万能电路板
7．电烙铁等
六、日程安排
1．布置任务、查阅资料，方案设计；（2天）
根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出电路图。
2．上机用EDA软件对设计电路进行模拟仿真调试；（2天）
要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。
3．电路的装配及调试；（3天）
在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。
4．总结撰写课程设计报告。
（1天）
七、课程设计报告内容：
总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：
1．课程设计的目和设计的任务
2．课程设计的要求及技术指标
3．总方案的确定并画出原理框图。
4．各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写)
5．总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）。
6．电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。
7．实验结果分析，改进意见及收获。
8．体会。
八、电子电路设计的一般方法：
1．仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。
（1）设计总体方案。
（2）设计单元电路、选择传感器、测量电路元器件、根据需要调整总体方案
（3）计算电路（元件）参数。
（4）绘制总体电路初稿
（5）上机在EDB（或EDA）电路实验仿真。
（6）绘制总体电路。
2．明确电路图设计的基本要求进行电路设计。
并上机在EDB（或EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，电路实验仿真大大减少人工重复劳动，并可帮助工程技术人员调整电路的整体布局，减少电路不同部分的相互干扰等等。
3．掌握常用元器件的识别和测试。
电子元器件种类繁多，并且不断有新的功能、性能更好的元器件出现。
需要通过互连网、图书、杂志查阅它们的识别和测试方法。
对于常用元器件，不少手册有所介绍。
4、熟练使用仪表，了解电路调试的基本方法。
通过排除电路故障，提高电路性能的过程，巩固理论知识,提高解决实际问题的能力。
5、独立撰写课程设计报告。
第二部分
课
程
设
计
报
告
目录
（另起一页）(正文)
1课题简介
*********
（格式：宋体5号，首行缩进2格，单倍行距，下同）
***********
（另起一页）2设计要求及技术指标（格式同上）
………………
课程设计的目的和设计的任务
课程设计的要求及技术指标
总方案及原理框图
各组成部分的工作原理
电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用
总原理图
电路安装、调试步骤及方法
实验结果分析
改进意见、收获、体会、设计总结
仪器仪表清单
（另起一页）参考文献
（列出你所利用的参考文献。
格式参见下。
）
（列出你所利用的参考文献。
格式参见下。
）
[1] 童诗白主编.《模拟电子技术基础》(第三版)·高教出版社.2001
[2] 杨素行主编.《模拟电子线路基础简明教程》杨素行(第二版)·高教出版社.1998
[3] 王成华主编.《电子线路基础教程》.科学出版社.2000
[4] 李万臣主编.《模拟电子技术基础实验与课程设计》(第一版)·哈尔滨工程大学出版社·2001
[5] 孙梅生主编.<<电子技术基础课程设计>>.高教出版社.1989
[6] 电子电路百科全书（卷）.科学出版社
[7] 电子技术类杂志、报刊
设计报告格式及要求
设计报告格式：
1、设计报告（或计算说明书）文本内容及要求：
文本内容包括：1）、封面；2）、任务书； 3）、目录；4）、正文；5）、致谢；6）、参考文献；7）、附录设计有关图纸
2、目录：按三级目录标题编写，层次要清晰，且与正文标题一致。
主要包括正文主体、主要参考文献及附录等。
3、正文：正文部分要层次清楚，文字简练、通顺，突出重点。
题序层次大致种类及格式要求：
4、参考文献：参考文献附于文末，应包含以下项目：
期刊文献的格式：作者、文章题目名、期刊名、年份、卷号、期数、页码
图书文献的格式：作者、书名、年份、版次、出版单位、页码
会议文献的格式：作者、文章题目名、会议名（论文集）、年份、卷号、页码
著录格式可参考GB7714－87《文后参考文献著录规则》。
5、设计报告打印要求
统一采用A4纸单面打印，正文内容一律采用小四号宋体字，外文字母及阿拉伯数字采用Times New Roman 小四号字型。
章节题目间、每节题目与正文间空一个标准行（单倍行距）。
页面设置为：上边距，下边距，左边距为，右边距为2CM，装订线，页眉，页脚，倍行距.
页眉设置：居中，以宋体小五号字键入“模拟电子技术课程设计”；
页脚设置：插入页码，居
第三部分
设
计
电
路
图。