汽车电子水温表设计——模电课设报告
模拟电子技术基础+水温控制
模电课程设计报告水温测量与控制专业班级：测控0701小组成员：学号：指导教师:设计时间：2009年8月17日至2009年8月21日一、设计题目模电课程设计题目：水温测量与控制二、设计元件计算机、Mutisim仿真软件三、设计要求①水温测量, 测量范围 0～100 o C②学习Mutisim的电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿真实验对设计的电路进行分析扩展功能：在测温的基础上实现实时控制。
控温精度：±1 o C控温通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换触点为市电（220V 10A）四、设计原理温度控制器是实现可测温度和控制温度的电路，通过对温度控制电路的设计、调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中的应用。
进一步熟悉集成运算放大器的线性和非线性应用。
1、温度控制系统的基本原理温度测量与控制原理框图如图下所示。
本电路有温度传感器，K-O C变换、控制温度设置、数字电压表（显示）和放大器等部件组成。
温度传感器的作用是把温度信号转换成电流信号或电压信号，K-O C变换将热力学温度K转换成摄氏温度O C。
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（如继电器）工作，实现温度的自动控制。
2、AD590温度传感器简介AD590是单片集成感温电流源，具有良好的互换性和线性性质，能够消除电源波动，输出阻抗高达10MΩ。
器件采用B-1型金属封装。
其主要特征如下；1).流过器件的电流变化1µA,等于器件的热力学温度变化1K即转换当量为1µA/K。
2）测量温度范围为-55℃～+150℃3）AD590的电源电压范围为4～30V。
电源电压可4～6V范围变化，可承受44V正向电压和20V的反相电压，器件反接也不会被损坏。
4）精度高，AD590 共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
模电课设-水温控制
目录一、设计要求 (2)二、课程设计的作用、目的 (2)三、设计的具体实现 (2)3、1系统概述 (2)3、2单元电路设计、仿真与分析 (3)（1）温度传感器的选择 (3)（2）K-0C变换 (5)（3）放大 (7)（4）比较 (11)（5）执行机构 (14)四、新得体会及建议 (16)4、1四个问题 (17)（1）问题1 (17)（2）问题2 (18)（3）问题3 (18)（4）问题4 (18)4、2一个疑惑 (19)（5）疑惑1 (19)五、附录 (19)电子元器明细表 (20)六、参考文献 (21)一、设计要求：1.要求控制电路能够对室温22~66度有非常敏感的反应。
有温度设定功能，例如限制温度为40度，对应4Ｖ电压。
2.当温度超过设定值时，指示灯点亮，进行报警提示。
3.总体设计画出原理框图。
4.单元电路设计。
5.利用仿真软件进行电路仿真，列出元件明细表。
6.撰写设计说明书。
二、课程设计的作用、目的模拟电路课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环通过该教学环节，要求达到以下目：1、使学生进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；2、使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
3、熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
三、设计的具体实现1、系统概述为了实现对水温的检测及控制，首先需要传感器将温度信号转换为电信号，将采集的电信号进行处理使电信号与温度有一一对应的关系，并且由于温度传感器采集的信号为微弱的电信号，还必须将信号放大，再与设定温度所对应的电信号进行比较，由比较结果输出控制报警以及加热电路的工作状态。
从而实现对水温的实时检测。
当水温低于设定温度时，进行加热；水温高于设定温度则，停止加热并报警。
制过程分为以下六个模块分别为：温度传感器、K--o C变换、放大、比较(包含温度设置)、执行机构（加热及报警）、被控制对象（不在电路设计之列，为了更好的说明功能的实现，故提出）。
汽车电子水温表课程设计
汽车电子水温表课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握汽车电子水温表的基本原理、结构及其在汽车中的应用。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：•了解汽车电子水温表的基本原理；•掌握汽车电子水温表的结构和功能；•知道汽车电子水温表在汽车中的作用。
2.技能目标：•能够分析汽车电子水温表的工作过程；•能够诊断和解决汽车电子水温表的常见问题；•能够使用汽车电子水温表进行汽车性能检测。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对汽车电子水温表的兴趣和好奇心；•培养学生对汽车行业的热爱和责任感；•培养学生团队合作和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.汽车电子水温表的基本原理；2.汽车电子水温表的结构和功能；3.汽车电子水温表在汽车中的应用；4.汽车电子水温表的诊断和维护方法；5.汽车电子水温表的性能检测技术。
第一课时：汽车电子水温表的基本原理•介绍汽车电子水温表的定义和作用；•讲解汽车电子水温表的工作原理。
第二课时：汽车电子水温表的结构和功能•介绍汽车电子水温表的组成部分；•讲解汽车电子水温表的功能和特点。
第三课时：汽车电子水温表在汽车中的应用•介绍汽车电子水温表在汽车中的作用；•讲解汽车电子水温表的应用案例。
第四课时：汽车电子水温表的诊断和维护方法•介绍汽车电子水温表的诊断方法；•讲解汽车电子水温表的维护技巧。
第五课时：汽车电子水温表的性能检测技术•介绍汽车电子水温表的性能检测方法；•讲解汽车电子水温表的性能检测设备及操作。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解汽车电子水温表的基本原理、结构和功能，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：通过分组讨论，让学生探讨汽车电子水温表在汽车中的应用和诊断维护方法，提高学生的实际操作能力。
3.案例分析法：通过分析具体案例，使学生了解汽车电子水温表在实际工作中的应用和解决问题的方式。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，检测汽车电子水温表的性能，提高学生的实践能力。
水温控制电路课程设计
水温控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握水温控制电路的基本原理，包括温度传感器、比较器、继电器等元件的工作原理及相互关系。
2. 学生能够运用所学的电路知识，分析并设计简单的水温控制电路。
3. 学生了解并掌握水温控制电路在实际应用中的注意事项及安全操作要求。
技能目标：1. 学生能够正确使用万用表、示波器等工具，进行水温控制电路的搭建、调试和故障排查。
2. 学生通过实际操作，提高动手能力和团队协作能力，培养工程实践思维。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对电子技术的兴趣，增强探索精神和创新意识。
2. 学生能够关注水温控制电路在生活中的应用，认识到科技与生活的紧密联系，提高社会责任感和环保意识。
3. 学生通过课程学习，树立正确的价值观，认识到知识的力量，激发学习的内驱力。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，以理论为基础，实践为核心，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们对电子技术有一定的好奇心，但知识水平和实践经验有限。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论联系实际，循序渐进，注重启发式教学，引导学生主动探究和实践。
通过课程学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 水温控制电路原理介绍：- 温度传感器工作原理及其选用- 比较器的作用和种类- 继电器的工作原理和应用2. 水温控制电路设计与搭建：- 电路图设计方法- 元器件选型和参数计算- 电路搭建与调试3. 水温控制电路实际应用案例分析：- 家用热水器水温控制电路分析- 工业设备中水温控制电路应用案例4. 安全操作与注意事项：- 电路搭建过程中的安全常识- 常见故障分析与排查方法教学大纲安排如下：第一课时：水温控制电路原理介绍1.1 温度传感器工作原理及其选用1.2 比较器的作用和种类1.3 继电器的工作原理和应用第二课时：水温控制电路设计与搭建2.1 电路图设计方法2.2 元器件选型和参数计算2.3 电路搭建与调试第三课时：水温控制电路实际应用案例分析3.1 家用热水器水温控制电路分析3.2 工业设备中水温控制电路应用案例第四课时：安全操作与注意事项4.1 电路搭建过程中的安全常识4.2 常见故障分析与排查方法教学内容与课本紧密关联，按照教学大纲逐步推进，确保学生能够掌握水温控制电路的相关知识和技能。
模拟电子技术基础课程设计说明书 水温控制系统的设计与制作
课程设计任务书电子0803班学生姓名：专业班级：工作单位：信息工程学院指导教师：水温控制系统的设计与制作目 : 题初始条件：可选元件：温度传感器、继电器、集成运算放大器、电容、电阻、电位器若干、二极管以及发光二极管、三极管、直流电源±12V。
可用仪器：万用表。
要求完成的主要任务:（1）设计任务根据技术指标和已知条件，选择合适的温度传感器、选择合适的继电器或晶闸管。
完成对水温控制系统的设计、装配与调试。
（2）设计要求①设计制作可以测量和控制温度的温度控制器测量和控制温度范围：5～80℃，控制精度：±1℃，控制对象：双向晶闸管或继电器，晶闸管或继电器触点连接：一组转换接点（市电220V/50Hz/2A）。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：1、2010 年1月19日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、2010 年1月20日至2010年1月21日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3、2010 年1月22日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日日月年系主任（或责任教师）签名：武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书目录摘要 .................................................................. ..................................................................... .. (I)绪论 .................................................................. ..................................................................... .. (11)设计内容及要求 .................................................................. ..................................................................... (22)2.1 (2)设计的目的和主要任务2.1.1 ..................................................................................................................................... 2 设计目的2.1.2 .................................................................................................................. 2 设计任务及主要指标2.2 .............................................................................................................................................. 2 设计思想选定方案的论证及整体电路的工作原理 .................................................................. .. (33)3.1 .................................................................................................................................... 3 选定方案的论证3.2 (4)稳压电路的设计3.2.1 (4)电路原理方框图3.2.2 (4)电路工作原理单元电路的设计与元器件选择 .................................................................. .. (54)4.1 ................................................................................................................................................ 5 电源电路4.2 ............................................................................................................................................ 5 温度传感器4.3 ................................................................................................................................................... 6继电器4.4 ...................................................................................................................................................7 比较器4.5 ................................................................................................................................................... 8 放大器程序流程图 .................................................................. ..................................................................... . (105)电路安装与调试 .................................................................. ..................................................................... (116)6.1 (11)电路安装6.2 ...............................................................................................................................................11 电路调试课程设计心得体会 .................................................................. (12)7参考文献 .................................................................. ..................................................................... (13)附录Ⅰ元件清单 .................................................................. (14)附录Ⅱ整体电路图 .................................................................. .. (15)武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书摘要模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
水温测量仪 模电课程设计
2012~ 2013 学年第二学期《模拟电子技术基础》课程设计报告题目：水温测量仪专业：自动化班级：2011级一班姓名：洪凯高蓝旭龚志强郭二杰韩小胜胡秋皇甫趁心指导教师：倪琳电气工程系2013年3月28日1、任务书摘要现在的生活中，传感器越来越普遍了,有了温度传感器，对温度的控制就很容易了，由温度传感器为主要核心的水温测量仪就是一个例子，我们可以较为简便的控制水温达到想要的程度。
在对其进行设计的时候，要能很好的掌握通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中应用。
关键词：水温测量仪、温度传感器、放大器电路目录第1章绪论1.1 水温测量仪的发展------------------------------1 1.2 水温测量仪的用途------------------------------1 第2章水温测量仪电路的设计2.1 总体结构框图设计-------------------------------1 2.2温度传感器电路的设计---------------------------2 2.2.1 AD590简介--------------------------------2 2.2.2 AD590的应用------------------------------3 2.3K—℃变换器电路的设计--------------------------4 2.3.1 K—℃变换减法电路-------------------------4 2.3.2 电压的放大--------------------------------5 2.4 比较器电路的设计-------------------------------5 2.5报警器电路的设计-------------------------------6 2.6水温测量仪运作过程总析-------------------------7 2.7 水温测量仪的扩展功能---------------------------8 第3章仿真3.1 EWB仿真软件简介-------------------------------9 3.2 仿真电路建立-----------------------------------9 3.3 仿真结果及其分析------------------------------11 第4章结束语-------------------------------12参考文献-------------------------------------13 元件列表-------------------------------------14第1章绪论1.1 水温测量仪的发展一般来说，水温测量仪大都采用温度传感器（如 AD590）与其附加控制电路构成。
水温控制器实验报告
《模拟电子技术》课程设计题目学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间目录1 课程设计的目的 (4)2 课程设计的任务与要求 (4)2.1设计任务 (4)2.2设计要求 (4)3 设计方案与论证 (4)3.1方案选择与论证 (4)3.2水温控制器的原理方框图 (5)4 设计原理与功能说明 (6)4.1元器件选用原理 (6)4.2总体电路图 (10)5 单元电路设计 (11)5.1信号处理单元 (11)5.2 温度显示单元 (11)5.3控制单元 (12)6 电烙铁的使用 (13)7 总结 (14)参考文献................................................................... 错误！未定义书签。
附录一：总体电路原理图....................................... 错误！未定义书签。
附录二：元器件清单.. (18)1 课程设计的目的通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
1、学习基于LM35控制水温的设计方法；2、研究基于LM35控制水温的设计方案；3、掌握三极管管脚极性的判断方法；4、熟悉电烙铁的使用方法。
2 课程设计的任务与要求2.1 设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
2.2设计要求（1）设计一个水温控制器（2）能对水温进行测量并指示读数（3）能对水温进行控制，控制范围为0~100℃3 设计方案与论证3.1方案选择与论证根据设计要求，有以下3种方案：方案一：采用TC7107进行模—数转换。
通过温度传感器LM35采集到温度信号，通过使用TC7107集A/D转换和译码器于一体的功能，直接驱动数码管，省去译码器的接线。
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器模拟电子课程设计题目名称：姓名：学号：班级：信息与电子工程学院1． 设计任务：水温及水位自动监测报警器1.1 监视容器中水的加热过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水的加热过程，当容器中水温未达到沸点时，监视器报警灯红灯亮，提示水没烧开；当容器中水温达到沸点时，监视器报警灯绿灯亮，提示水已烧开。
1.2 监视容器中水位的升高过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水位的升高过程，当容器中的水位低于下限水位时，监视器报警灯单红灯亮；当容器中的水位到达下限及下限以上，并且在上限以下时，监视器报警灯不亮；当容器中的水位到达上限及上限以上时，监视器报警灯双红灯亮。
2．设计思路与说明 2.1 模拟水温检测系统2.1.1 水温监测实验原理及器材选用依据：热敏电阻是一种新型半导体感温元件，而正温度系数热敏电阻具有正的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值升高；当温度降低时，电阻值减小，其阻值—温度特性曲线如图1所示。
热敏电上限水位 下限水位 上限水位信号 下限水位信号 水容器 加热器 水温信号 水温、水位检测系统示意图进水管阻的阻值—温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，在实际使用中要进行线性化处理，但比较复杂，一般只使用线性度较好的一段，在试验中可用滑动变阻器模拟热敏电阻工作的过程。
实验中需要将变化的温度信号模拟成变化的电阻，为提高灵敏度，采用桥式电路，将变化的电阻信号转化成变化的电压信号输出。
因为温度的很小的变化，对阻值的影响较小，导致输出地电压信号变化很小，设备很难对微小的信号做出灵敏的反应，因此需要将小信号放大后进行处理，在这里，我采用了精密的仪表放大器来处理变化的电压信号。
当温度升高，达到沸点时，相应的热敏电阻升高到了一定的阻值，最终引起仪表放大器输出电压的变化，此时我需要选择出这个沸点电压，因此我选用了一个单限比较器，当放大器输出的电压值达到沸点时的电压时，电压比较器发生跳变引起输出点电位变化。
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一设计课题名称
汽车电子水温表设计
二课程设计目的、要求与技术指标
2.1 课程实际目的
（1）巩固所学的相关理论知识
（2）实践所掌握的电子制作技能
（3）会运用仿真软件对所作出的理论设计进行模拟仿真测试，进一步完善理论设计
（4）通过查阅手册和文献资料，熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的元器件的原则
（5）掌握模拟电路的安装、测试与调试的基本技能，熟悉电子仪器的正确使用方法，能分析实验中出现的正常或不正常（或数据）独立解决调试中所发生的问题
（6）学会撰写课程设计报告
（7）培养实事求是、严谨的工作态度和严肃的工作作风
（8）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力
2.2 课程实际要求
（1）设计和制作一个模拟汽车电子水温表电路
（2）水温情况由热敏电阻（或其它温度传感器）获取
（3）水温高低通过5个发光二极管以光柱形式指示
（4）根据要求设计出电路图，分析工作原理，计算原件参数
（5）列出所有元器件清单
（6）安装调试所设计的电路，达到设计要求
三汽车电子水温表原理
汽车电子水温表利用热敏电阻与温度的变化关系的特性来计算发动机冷却系内的冷却水温度。
电子水温表克服了机械式水温表和直感式水温表存在的精度低，抗振动性差等缺点，其具有灵活性、经济性、稳定性等优点。
汽车电子水温表通过一个负温度系数的热敏电阻来表征冷却水的温度，而电子线路则通过对电路中电流的变化量进行放大，将放大后的电压量与基准电压进行比较，进而控制发光二极管的导通和关断，达到提示的作用。
四电路方案与系统、参数设计
4.1 基于集成运算放大器的水温报警器
此系统是基于运算放大器而设计的，运算放大器具有输入电阻大、输入电阻小、开环增益大等优点。
运算放大器供电端一端接5V，另一端接地。
运算放大器线性运用时，在输出端的电压可以通过改变反馈网络的电阻进行比较精准的比例放大；在非线性运用时，运算放大器可用作电压比较器，当运算放大器的同相端输入电压大于反相端电压时，运放输出5V，反之输入0V，以此来实现电压的
比较功能，此功能可用于取样电压与基准电压的比较输出，来控制相应的发光二极管是否点亮。
4.2 设计思路
由于实验室条件有限，这里没有直接采用温度传感器或是热敏电阻，而是通过滑动变阻器的分压式来模拟温度传感器的输出电压。
从节约能耗的观点出发，将实际模拟量转变成电量的电路不会采用很高的供电电压，因此，从温度传感器输出的对应电压量是非常微弱的，所以取样的电压量在进行进一步处理之前必须进行放大。
取样电压放大后，采用和基准电压比较的形式来控制是否点亮某个发光二极管。
比较的基准电压是由若干个电阻对恒定的供电电源分压产生的，每个
分压电阻的首端对地的电压存在梯度，通过改变分压电阻的阻值可以得到点亮不同发光二极管的不同基准电压。
4.3 工作原理
电路图如下：
模拟温度传感器将温度模拟量转换成电压量。
这里直接用滑动变阻器的分压式电压来模拟温度传感器的输出电压。
利用五个同阻值的电阻对恒定的供电电压进行分压，
以得到存在电压梯度的比较基准电压。
准电压产生电路
利用运算放大器将取样电压与基准电压相比较，以达到控
制相应发光二极管是否发光。
用五个不同颜色的发光二极管做提示之用，每个
二极管都单独受某一个运算放大器的输出电压控
制。
极管提示电路
4.4 元器件与参数
这里的运算放大器采用多运算放大器的集成芯片LM324；
为了使系统有较高的灵敏度，采用100Ώ的滑动变阻器；
发光二极管采用管压降较小、额定电流较大的二极管；
分压电阻、限流电阻均可采用1KΏ的定值电阻。
4.5 仿真结果与分析
当调节滑动变阻器时，发光二极管会由下至上依次量起，由于采用了不同的颜色，因此当灯亮起时，会给使用者以提示的作用。
4.6 器件清单表
元器件名称个数型号主要参数IC2LM324
六实验结果
根据调试结果以及实际测试，系统实现了既定功能。
各个关键点的电压均正常。
虽与仿真的数据有些许出入，但误差在可接受范围内。
因此，可认为该系统及仿真电路是切实可行的。
七讨论
在仿真完成后，通过电路图焊电路板时，由于运算放大器都集成在LM324内，所以在芯片附近的布线特别密集，容易造成跳线。
在试着焊了几个器件之后，由于器件布局以及走线密集，导致跳线都解决不了问题。
所以最后选择用面包板搭电路。
出现上述问题主要是由于器件、布线没有很好的规划所造成的。
在查阅相关资料及听取一些电路设计工作者的建议后，知道了可以通过使用Altium Desginer软件进行线路布局，然后制作PCB板，这样制作出来的电路板已经做好了线路的布局，剩下的工作就只有焊接元器件了。
这样制成的电路不仅外形紧凑美观，而且系统稳定性高，可降低人为焊接的出错率。
八设计总结
通过这次课程设计，学到的知识还是挺多的，它是对大二下学期所学电子技术基础的一次复习和仿真等知识的一次加深了解。
同时对Multisim仿真软件有一定的了解。
整个过程中培养了我们解决问题的能力，积累了设计经验。
并且由原先被动的接受知识转换为主动的寻求知识，可以说是学习方法上的一大突破，在以往的学习模式下，我们可能会记住很多书本知识，通过这次课程设计，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎样更好地处理知识和实践结合的问题在设计电路的过程中，理论知识很重要，它决定了你的设计方法和设计电路的成与败，在查找资料时，要有足够的耐心，细心去研究问题，解决问题。
在报告的写作过程中，是对自己心态的又一次考验，整个过程都要对此做到一丝不苟，遇到问题时，要坚持下去，实在难解决就要多问同学，人真听取别人的意见，这样做起来也会事倍功半。
认识问题是前提，分析问题才是关键，只有认真地分析问题才能更好地解决问题，分析问题时必须具备细心、耐心、恒心和毅力，同时做到科学地具体地分析问题，在调试电路时，要考虑周全，尽量减少器件间的影响。
总之这次课程设计无论是知识方面，还是动手能力方面，都得到的一定的提高。
更为重要的还是对知识获得的那种心态。
九主要参考文献
《电子技术基础（模拟部分）》——康光华《晶体管电路设计》——铃木雅臣。