K型热电偶传感器课程设计报告

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

题目：基于K型热电偶传感器测量电路设计课程：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0802

*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K型热电偶传感器测量电路设计

一个电子产品的设计、制作过程所涉及的知识面很广；加上电子技术的发展异常迅速，新的电子器件的功能在不断提升，新的设计方法不断发展，新的工艺手段层出不穷，它们对传统的设计、制作方法提出了新的挑战。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K型热电偶传感器测量电路设计简介

K型热电偶的电极材料是镍铬—镍硅，其精度等级为0.75级时，温度为0~1200℃，其测量温度误差为±0.75%。采用恰当的线性化处理后，可将精度提高到±0.1%~±0.2%。具有零点补偿功能。

二、基于K型热电偶传感器测量电路设计的工作原理

本课题中测量电路组成框图如下所示：

测量电路由K型热电偶传感器，零点补偿和放大电路，乘法运算电路，反相放大器1，反相加法器1和反相加法器2，反相放大器2等主电路组成；电路能够实现零点补偿和非线性校正功能。输出分为两路：一路是0～600℃对应的输出电压为0～6V；另一路是600～1200℃对应的输出电压为6～12V。

三、设计目的

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；

2、温度测量范围：0～1200℃；

3、使用环境温度范围：0～85℃；

4、输出电压：0～600℃为0～6V；

5、测温误差：≤±0.5％；

6、具有温度补偿功能；

7、具有非线性补偿功能。

五、设计所用仪器及器件

1．直流稳压电源

2．双踪示波器

3．万用表

4．运放AD648，AD595，AD538

5．电阻、电容若干

6．K型热电偶传感器

7．万能电路板

8．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

1课题简介 (1)

1.1基于K型热电偶传感器测量电路设计简介 (1)

1.2 K型热电偶概述 (1)

1.3 K型热电偶特点 (1)

1.4 K型热电偶分度表 (2)

2设计的目的及任务 (3)

2.1 课程设计的目的 (3)

2.2 课程设计的任务 (3)

2.3 课程设计的技术指标 (3)

3电路设计总方案及原理框图 (4)

3.1 电路设计原理框图 (4)

3.2 电路设计方案设计 (4)

4 各部分电路设计 (9)

4.1 反相放大器 (9)

4.2 反相加法器 (9)

4.3 零点补偿及放大电路 (10)

4.4非线性校正电路 (10)

4.5 总电路图 (12)

5电路的安装与调试 (13)

5.1 电路的安装与调试 (13)

5.2 调试中遇到的问题及解决的方法 (13)

5.3调试中遇到的问题及解决的方法 (13)

6电路的实验结果 (14)

7 实验总结 (15)

8 仪器仪表明细清单 (16)

参考文献 (17)