温度测量与控制电路创新实验设计
基于STM32单片机的温度控制系统设计
基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。
我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。
STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各类嵌入式系统中。
通过STM32单片机实现温度控制，不仅可以精确控制目标温度，而且能够实现系统的智能化和自动化。
本文将介绍如何通过STM32单片机，结合传感器、执行器等硬件设备，构建一套高效、稳定的温度控制系统，以满足不同应用场景的需求。
在本文中，我们将首先分析温度控制系统的基本需求，包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。
随后，我们将详细介绍系统的硬件设计，包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。
在软件编程方面，我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写，包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。
我们将对系统进行测试，以验证其性能和稳定性。
通过本文的阐述，读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程，掌握相关硬件和软件技术，为实际应用提供有力支持。
本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计，主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。
系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台，能够实时采集环境温度，并根据预设的温度阈值进行智能调节，以实现对环境温度的精确控制。
在系统总体设计中，我们采用了模块化设计的思想，将整个系统划分为多个功能模块，包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。
这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性，同时也便于后续的调试与优化。
温度采集模块是系统的感知层，负责实时采集环境温度数据。
我们选用高精度温度传感器作为采集元件，将其与STM32单片机相连，通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，供后续处理使用。
NTC温度监测及控制电路
大庆石油学院课程设计2009年6 月29 日大庆石油学院课程设计任务书课程电子技术课程设计题目NTC温度监测及控制电路专业自动化姓名李连会学号070601140215 主要内容：运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路。
基本要求：（1）、检测电路采用热敏电阻Rt（NTC）作为测温元件。
（2）、用100Ω/2W的电阻元件作为加热装置。
（3）、设计温度检测电路和温度控制电路。
（4）、具有自动指示“加热”与“停止”功能。
（5）、写出完整的设计及实验调试总结报告。
参考资料：[1] 孙淑燕，张青.电子技术教学实践指导书[M].北京：中国电力出版社，2005.10.[2] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[M].山东:石油大学出版社,2003.[3] 廖先芸，郝军.电子技术实践教程[M].北京:石油工业出版社,1998.5.[4] 汪学典.电子技术基础实验[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.8.[5] 彭介华.电子技术课程设计指导[J].北京:高等教育出版社,1997.完成期限2009.6.29至2009.7.3指导教师专业负责人2009年6 月27 日目录1 设计要求 (1)2方案设计 (1)2.1设计思路 (1)2.2总体方案方框图 (1)2.3基本原理 (2)3总体方案的选择和设计 (2)3.1 PTC温度控制电路 (2)3.2 NTC温度监测及控制电路 (3)4单元电路的设计 (3)4.1含有热敏电阻的桥式放大电路 (3)1、测温电桥 (3)2、差动放大电路 (4)4.2 滞回比较器 (5)4.3 输出警报和控制电路 (6)4.4元件参数的计算及选择 (6)1、差分放大电路 (6)2、桥式测温放大电路 (7)3、滞回比较器 (7)5总电路图 (8)6总结 (8)参考文献 (9)附录 (10)1 设计要求运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路。
（1）、检测电路采用热敏电阻Rt（NTC）作为测温元件。
ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释
ntc热敏电阻测温电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文讨论的是NTC热敏电阻测温电路设计。
在现代科技发展中，温度测量是非常重要的一项技术。
NTC热敏电阻作为常见的温度传感器之一，具有精确、可靠、成本低廉等特点，广泛应用于各个领域。
1.2 文章结构本文主要分为五大部分。
第一部分是引言，对文章进行概述说明以及目的阐述。
第二部分详细介绍了NTC热敏电阻的基本知识和特性。
第三部分讨论了温度测量原理及方法，并与其他常见温度测量方法进行比较。
第四部分重点探讨了NTC 热敏电阻测温电路设计的要点，包括选择合适的NTC热敏电阻型号与参数设置、温度补偿与校准技巧以及信号处理与转换电路设计要点。
最后一部分是结论和展望，总结了文章的主要内容并对未来发展进行了展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于NTC热敏电阻测温电路设计方面的详细说明和解释。
通过对NTC热敏电阻的介绍和温度测量原理的解析，帮助读者了解如何选择合适的NTC热敏电阻、进行温度补偿与校准，并设计出高效可靠的信号处理与转换电路。
同时，本文还展望了NTC热敏电阻测温技术在未来的发展方向。
2. NTC热敏电阻简介2.1 什么是NTC热敏电阻NTC热敏电阻全称为负温度系数热敏电阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor)，是一种根据温度变化而改变阻值的传感器。
它由金属氧化物制成，具有负温度系数特性，即当温度上升时，其电阻值会下降；反之，当温度下降时，电阻值会增加。
2.2 NTC热敏电阻的特性NTC热敏电阻具有许多独特的特性。
首先，它们响应速度快，能够实时测量环境温度。
其次，NTC热敏电阻的响应范围广泛，可覆盖从低至几摄氏度到高达几百摄氏度的整个温度范围。
此外，NTC热敏电阻精确可靠，在稳态和非稳态情况下都能提供准确的温度测量结果。
2.3 应用领域NTC热敏电阻广泛应用于各个领域中的温度测量与控制。
它们被广泛用于家电、汽车、电子设备等领域，在温度测量、过热保护、温度补偿等方面发挥着重要作用。
小学四年级温度数学教案：工程测量中的温度控制
小学四年级温度数学教案：工程测量中的温度控制温度是我们日常生活中经常遇到的物理量，无论是在家里看电视、生活中的烹饪、还是工作场所中的环境控制，对温度的了解都是非常重要的。
特别是在工程测量领域，温度的控制更是一个至关重要的因素。
因为温度的变化会对工程测量的精度和稳定性产生很大的影响。
因此，在本文中，我们将介绍小学四年级温度数学教案，主要涉及工程测量中的温度控制。
一、实验目的通过本次实验，让小学四年级学生了解温度在工程测量中的作用，学习如何控制温度对于保证测量精度的关键性。
二、实验材料热水器、温度计、器皿、玻璃管、电子秤。
三、实验步骤1、实验前准备工作将玻璃管的一侧塞上棉花，另一侧塞上温度计，清洗好器皿和电子秤并备好热水器和水。
2、测量温度将器皿放入热水器中加热，待水温达到一定温度后再将器皿取出来，放到桌上。
将温度计插入到玻璃管内，并将玻璃管插入到器皿中，使温度计底部正好接触到热水中。
记录温度计读数。
3、控制温度在第2步的基础上，我们可以试着让温度降低，或者升高。
比如，可以调节热水器的温度，改变器皿内的水量，或者直接加入冰块等方法，让温度发生明显的变化，再记录温度计读数。
四、实验结果与分析通过本次实验，我们可以得到一些数据和结论。
1、温度的变化会对测量精度产生较大的影响。
如果温度变化不可控，则测量数据的精度和稳定性都会受到影响。
2、温度的变化可以通过控制水量、调整热水器温度等方式进行控制。
这就需要我们对温度的控制有一定的了解和技巧。
3、在实际工程测量中，温度的控制也是必不可少的。
在高精度测量拍摄、工作温度要求严格的环境，甚至包括一些微生物实验等方面，对温度的控制要求尤其严格。
需要选择适当的测量仪表和测量方法，以及合适的控制手段，来确保温度的精确控制和管理。
五、安全注意事项在实验中，需要注意热水的温度，避免烫伤手部，同时要小心使用电器和测量仪器等设备，做好安全保障措施，确保师生的安全。
六、实验总结通过本次实验，小学四年级学生可以清楚地了解到温度在工程测量中的重要性。
温度测量与控制电路创新实验设计
基金项目： 华南理工大学 电气信 息与控制 国家级教学 实验示 范中心创
新 项 目（ｄ —９ ９ ０ ｗ） ｘ ｘｙ ０ ０ ３
作 者 简 介 ： 锋 （ ９ ６ ） 男 ， 东 汕 头 ， 士 ， 程 师 ， 校 区 电 工 电 张廷 １ ６一 ， 广 硕 工 南
Ｉ Ｓ １ ０２ Ｓ Ｎ ０
－ ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
４ ５ ９ ６
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实
验
技
术
与
管
理
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．—
第２ ８卷
第１ ２期
２１ 年 １ ０１ ２月
ＣＮ１ —２ ３ ／ １ ０４Ｔ
Ｅｘ ｒｍｅ ｔ ｌＴｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ａ ａ ｅ ｅ ｔ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｎ ｇ ｍ ｎ
路实验 内容 涵盖 了 电工 电子 技术 中的受 控源 、 电流／ 电
压 变换 、 电压 跟 随器 、 号放 大 、 信 电压 比较 器 、 电接触 继
收稿 日期 ：０ １ ０ — ５ ２ １ — ２ ２
置、 温度显示 、 功率 输 出等组成 。温 度传感 器 的作用是
把温 度值转 换成 电流或 电压信 号 ， 一 变换 器 是 将 绝 Ｋ℃ 对温 度 （ 转 换 成摄 氏温 度 （ ， Ｋ） ℃） 经放 大 后 送 入 比较
Ｅ ｍａｌ ｔ ｈ ｎ ＠ ｓ ｕ ． ｄ ． ｎ ． ｉ： ｚ ａ ｇ ｃ ｔ ｅ ｕ ｃ ｆ
２ ．华 南理 工大 学 电力 学院 ，广 东 广 州 ５ ００ ） １ ０ ６
温湿度检测系统的设计与实现
论文题目：温湿度检测系统的设计与实现目录前言 (3)1 温湿度检测系统的简介 (4)1.1系统的概述 (4)1.2系统设计选题的背景 (4)1.3系统的分类 (5)1.4系统设计的内容与要求 (5)2 系统设计方案 (5)2.1温湿度检测系统方案制定 (5)2.2系统功能模块分析 (6)2.3仿真器件 (8)2.4本章小结 (9)3系统仿真调试 (9)3.1PROTEUS对系统仿真 (9)3.2误差分析 (11)3.2本章小结 (12)总结 (12)参考文献 (13)温湿度检测系统的设计与实现学生：徐祥（指导老师：王留留）（淮南师范学院电气信息工程学院）摘要:温湿度测量系统的测量的使用领域是宽广的，在仓库中、果园中、医院内都有着重要的作用。
这次的毕业设计是对温湿度测量系统的研究、仿真和实现，对它以后发展和推动起了重要作用。
这次的毕业设计，仔细的分析了国外与国内关于温湿度检测系统的发展情况与研究方向，阐述了当今现实生活中、工业中、农业中其存在的一些问题，在经过探讨这些问题并提出合理的解决方案的之后，系统的设计一类关于单片机的温湿度检测系统，能够比较稳定、长时间、准确的对那些有着特别要求的场所进行测量其温度与湿度。
硬件电路部分与软件电路部分是该次毕业设计的两大组成的部分，所设计的系统的基本原理如下：在某环境中，给予温湿度传感器模拟的温度与湿度，这些模拟信号会通过温湿度的检测系统所涉及的电路，利用传感器把这些处理的信号传输给核心部件单片机，然后单片机在处理这些信号，再传输到LCD显示出数字，从而实现对温湿度的测量。
关键词:温湿度；SHT10传感器；单片机前言当下的生活中，温度与湿度的技术着重的被利用于特定的环境、环境温度湿度要求比较高的区域，其使用的范围与频率还是比较多的。
在以前，各种仓库、蔬菜大棚、车间等相对环境空间内的温度和相对湿度的信号采集即温度和相对湿度的检测，是利用传统的具有指示温度和湿度的检测仪表。
(整理)电子创新实践题目
电子创新设计题题目1：简易数控直流电源设计任务：设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
设计要求：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
题目2：水温控制系统设计任务：设计并制作一个水温自动控制系统，水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
设计要求：1．基本要求（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度。
、题目3：液体点滴速度监控装置设计任务：设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置。
设计要求：（1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。
（2）通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。
点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值10% 1滴。
（3）调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。
（4）当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。
题目4：无线数据传输系统设计（温度遥测）设计任务：设计并制作无线数据发送和接收电路，如图所示。
借助无线，红外线的传输方式获得远方温度信息。
数据信号经无线电或红外线形式发送出去；接收器，接收到信号后，解调出原始信号并存储和显示温度值。
信号调制形式不限。
设计要求：1. 测温范围10℃～45℃，误差<0.5℃；2 .显示位数3位，分辨率0.1℃；3. 测温点到接收点距离>8米；4.可设置温度上限报警；5.接收点显示测温点数据及声光上限报警信号；题目5：数字电压表设计设计任务：设计一个数字电压表设计要求：1．分辨率为3位半（即最大显示读数为±19.99V）；2．要求量程能自动转换，即根据测量结果，自动决定小数点位置；3．能通过键盘或开关选择测量电压的平均值和峰值，并用LED显示测量的种类；4．测量误差不大于1mv。
基于K型热电偶的温度测量系统设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---英文摘要 (2)1 绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2国内外研究现状 (3)1.3研究主要内容 (4)2 基于K型热电偶的温度测量系统总体设计 (6)2.1设计要求 (6)2.2总体方案 (7)2.3功能介绍 (6)3 基于K型热电偶的温度测量系统硬件设计 (8)3.1核心控制系统设计 (8)3.2温度采集系统设计 (9)3.2.1K型热电偶传感器 (9)3.2.2 ADC转换模块 (11)3.3LCD显示系统设计 (12)3.4电源模块电路设计 (14)4 基于K型热电偶的温度测量系统软件设计 (15)4.1主程序流程 (15)4.2温度采集流程 (16)4.3显示程序流程 (16)4.4软件仿真 (17)4.4.1仿真环境 (17)4.4.2工作流程 (18)4.4.3仿真结果 (19)5 结论 (21)谢辞 (22)参考文献 (23)基于K型热电偶的温度测量系统设计摘要：K型热电偶不接触被测物中，目的是避免热平衡状态的变化，测量的敏感，响应速度快，良好的响应特性，常用于检测1000℃以上运动中的高温物体。
该测温系统结合单片机，设计以K型热电偶为温度传感器的温度测量系统。
其测量系统的测量温度可以分为三个档位，分别是高温档（500℃以上）中温档（100-500℃）低温档（100℃以下），使用前先预估待测物体温度选择合适的档位测量以提升测量精度。
通过温度传感器DS18B20在STM32L476芯片控制下进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度。
关键词：单片机；热电偶；温度测量系统Design of temperature measurement system based on K-type thermocoupleAbstract：Non-contact temperature measurement will not be in contact with the measured object. It avoids changing the thermal equilibrium state of the object. It is sensitive when measuring. The response speed is fast and the response characteristics are good. It is usually used to detect high temperature objects in the movement of 1000°C and above. This text combines the advantage of the one-chip computer, design based on 51 one-chip computer non-contact temperature measurement system. Based on 51 single-chip non-contact temperature measurement system, the measurement temperature is divided into three gears, which are high temperature file (above 500°C), medium temperature file (100-500°C), low temperature file (below 100°C), and the object to be measured is estimated before use. Temperature Select the appropriate gear measurement to improve measurement accuracy. By using the STM32L476 chip to control the temperature sensor DS18B20 for real-time temperature detection and display, it is possible to quickly measure the ambient temperature.Keywords:single chip microcomputer; non-contact; temperature measurement; design基于K型热电偶的温度测量系统设计1 绪论1.1研究背景及意义当今社会，随着科学技术发展迅猛，社会生活水平也快速提高，企业对生产也有了更高的要求:信息化、科学化、自动化。
基于PT100传感器的温度测量系统的设计
R=Ro(1+αT)
其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度。因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。
PT100是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，然后再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。
具体的需求对象可以从以下几个方面进行表述：
1、在人类社会进入知识经济时代、信息技术高速发展的背景下，热电阻及其测量控制技术得到日益广泛应用，给热电阻行业的快速发展提供了良好契机。热电阻是信息产业的源头和组成部分，是信息技术的重要基础。
2、热电阻广泛应用于装备、改造传统产业的工艺流程的测量和控制，是现代化大型重点成套装备的重要组成部分，是信息化带动工业化的重要纽带。
图3.2 信号采集调理电路
根据运放的“虚短”、“虚断”作用，电压信号放大转换为可以输入A/D转换器的合适电压值。
2.3 A/D模数转换模块
2.3.1 ICL7135功能介绍
ICL7135是一种四位半的双积分A/D转换器，可以转换出±20000个数字量选通控BCD码输出，与单片机接口十分方便。它具有精度高（相当于14位A/D转换），价格低的优点。其转换速度与时钟频率相关，每个转换周期均有：自校准（调零），正向积分（被测模拟电压积分），反向积分（基准电压积分）和过零检测四个阶段组成，其中自校准时间为10001个脉冲，正向积分时间为10001个脉冲，反向积分直至电压到零为止（最大不超过20001个脉冲）。故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数，到反向积分为零时停止计数。将计数的脉冲个数减10000，即得到对应的模拟量。具体电路如图2.3所示。
热敏电阻温度计的线性化设计
一
Ｉ
Ｒ
。
显示仪 表 相 匹配 ， 根 据 以下关 系确 定 ： Ｕ３一 （ ３ ～ ｔ １ ） ×５ ０ ｍＶ／ 。 Ｃ
Ｕ３— ２ ００ ０ ｍＶ 。
（ ６பைடு நூலகம்）
本实 验 选 择 测 温 范 围 为 ２ ５～ ６ ５。 Ｃ，则
１ ）一
Ｒ Ｔ ● Ｉ ｌ
（ １ ）当温 度 为 ｔ 时 ， 应 满 足 Ｕ。一 Ｕ。 一 ０ ， 即要 求 Ｒ 一 Ｒｚ — Ｒ。 一Ｒ （ 热 敏 电阻在 ｔ 时 的
图２ ＇ Ｉ Ｓ － Ｂ ３型温度传感技术设计实验仪
阻值 ） 。 （ ２ ）运 放 电 路 的最 大 输 出 电压 。的值 应 与
一
敏 电阻 的 电压 ～ 温度 特性 是 非线性 的 ， 因此 在此
１ 实验 原 理
１ ． １ Ｎ Ｔ Ｏ热敏 电 阻温度 计 在《 热 敏 电阻 的温度 特 性研 究 》 实验 中， 得 到
基础上开设了设计性实验《 热敏 电阻温度计 的线 性化设计 》 ， 利用运算放大电路 ， 并选择适 当的电 路参数使得热敏 电阻 的电压 一 温度特性 与一直 线关 系 近似 。
阻， Ｒ 、 Ｒ ｚ 、 Ｒ 。 是桥臂上 的固定 电阻。 当 电源 电压 定时， 非平 衡 电桥 的输 出 电压 由下 式 确定 ：
一
一
Ｕ ａ （ Ｒ １一 Ｒ ２） （ １ ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ９ — ２ ９
热敏电阻温度计 的线性化设计
在 图 ３所示 的电路 中需 要 确定 的参 数 有 七 个 ， 即 Ｒ 、 Ｒｚ 、 Ｒ。 、 Ｒｆ 和Ｒ 的阻 值 、 电 桥 的 电源 电 压 Ｕ 和运放 电路 的最 大输 出电压 ｕ。 ， 这 些 参数 的选择 和计算 可按 以下 原则 进行 ｌ ４ ］ ：
单片机原理与应用实验报告——温度测量显示及设定
单片机原理与应用实验报告——温度测量显示及设定实验目的：掌握单片机温度测量的原理和方法，了解温度传感器的工作原理，学会通过单片机控制显示屏显示温度，并可以通过按键设定温度。
实验器材：1.单片机（如STC89C52）2.温度传感器（如DS18B20）3.电阻、电容等基本元件4.1602液晶显示屏5.按键开关6.杜邦线、面包板等实验原理：1.单片机温度测量原理：单片机温度测量原理主要是通过温度传感器将温度转化为电压信号，然后单片机通过模拟口接收信号并进行数字转换得到温度数值。
2.温度传感器工作原理：温度传感器内部有一个温度敏感元件，它能根据温度的变化产生相应的电压信号，然后通过数字转换将电压信号转化为数值。
3.单片机与1602显示屏的连接：将1602显示屏的数据线接到单片机的IO口，通过控制IO口输出不同的信号来控制1602的显示。
实验步骤：1.连接电路：将单片机、温度传感器、1602显示屏等元件连接在一起，确保电路正确连接。
2.编写程序：编写单片机程序，根据单片机型号和编程软件的不同，具体编写方式可能会有所不同，但主要目的是通过单片机读取温度传感器的值，并将其转化为温度，最后通过1602显示屏显示温度。
3.调试程序：4.实验数据：在实验过程中需要记录下实验数据，包括温度传感器的电压值、转化的温度值等。
5.结果分析：根据实验数据和实验结果进行分析，对实验结果进行分析和总结。
实验总结：通过本次实验，我掌握了单片机温度测量的原理和方法，了解了温度传感器的工作原理，并成功通过单片机控制1602显示屏显示温度。
通过实验，我体会到了实验设计和实验过程中的困难和挑战，但我也学到了很多知识和技能，提高了实验能力和动手能力。
在今后的学习和工作中，我会继续努力，不断学习和探索，提高自己的实验能力和创新能力。
人体红外测温仪电路系统设计与实现
题目人体红外测温仪电路系统设计与实现学生姓名高凯学号1213024120 所在学院物理与电信工程学院专业班级通信 1204 班指导教师赵峰完成地点物理与电信工程学院实验室2016年6月5日陕西理工学院本科毕业设计任务书院（系）物理与电信工程学院专业班级通信工程（通信1204）学生姓名高凯一、毕业设计题目人体红外测温仪电路系统设计与实现二、毕业设计工作自 2015 年 11 月 9 日起至 2016 年 5 月 18 日止三、毕业设计进行地点：物理与电信工程学院实验室四、毕业设计应完成内容及相关要求:设计内容:研究非接触式热释电红外测温仪的原理，实现对物体表面温度快速准确的测量装置。
设计红外测温仪的整体系统构架。
根据热释电原理，主要针对人体体温测量进行具体的设计和实现，具体包括整体方案，硬件电路，单片机程序和主机程序。
并利用设计出来的红外测温仪在环境温度30℃下对人体温度和水温进行了测量,对人体的温度测量的误差低于0。
5℃。
设计要点：（1）熟练应用单片机进行电路系统设计；(2）掌握热释电红外测温原理，建立起测量温度与输出信号之间的函数关系;（3）设计测温电路系统，测温距离不小于10cm；(4)根据电路原理图,制作电路板,完成样品制作、调试、改进；（5）系统测试与性能分析，分析存在的技术问题,并提出改进的方法;（6）撰写论文.六、毕业设计的进度安排:1.开题报告截止日期：2016年3月18日完成任务：（1）开题报告撰写，并于指定时间在系统中提交开题报告.(2）完成在系统中下达的外文翻译原文并提交。
2. 论文(设计）实施阶段截止日期：2016年5月18日完成任务：(1)查阅文献资料拟定毕业论文（设计）大纲，进行相关实验、调查或文献综述。
（2）4月中旬必须在系统中提交中期检查，教师审核后按照整改意见修改。
（3)提交初稿,教师进行初审,退回修改，直到初稿审核通过，进行定稿阶段。
3。
评阅及答辩阶段截止日期：2016年6月13日完成任务：（1）定稿论文评阅，答辩PPT制作.（2)论文答辩,答辩后按照修改意见对论文进行终稿定稿。
智能温度测控仪课程设计
智能温度测控仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解智能温度测控仪的基本原理，掌握温度传感器的工作方式和测量范围。
2. 学习智能温度测控仪的电路组成和功能，了解各组成部分的作用及相互关系。
3. 掌握编程方法，实现对温度数据的采集、处理和显示。
技能目标：1. 能够正确连接智能温度测控仪的电路，进行简单的故障排查和维修。
2. 能够运用所学编程知识，编写程序实现对温度的实时监控和控制。
3. 培养动手实践能力，通过实际操作，熟练使用智能温度测控仪。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能硬件的兴趣和热情，激发创新精神和探究欲望。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
3. 培养学生关注环境保护，认识到智能温度测控仪在节能降耗方面的作用。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对智能硬件有一定的好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 温度传感器原理与分类，重点讲解热敏电阻、热电偶等常见温度传感器的原理和应用。
- 智能温度测控仪电路组成，包括传感器、信号处理电路、微控制器、显示模块等部分的功能和连接方式。
- 编程基础，介绍C语言或Python语言在温度测控中的应用，涉及数据类型、运算符、控制结构等。
2. 实践操作：- 智能温度测控仪电路搭建，指导学生根据电路图正确连接各部分组件。
- 程序编写与调试，引导学生学习编程软件的使用，编写温度采集程序，并进行调试和优化。
- 系统测试与优化，通过实际测试，观察温度测控效果，针对问题进行排查和优化。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：导入新课，介绍智能温度测控仪的应用，明确学习目标。
《测量温度》作业设计方案
《测量温度》作业设计方案一、设计理念本次作业设计旨在帮助学生加深对温度测量的理解，掌握温度测量的基本原理和方法。
通过实际操作，培养学生的实验操作能力和观察力，提高他们的科学实践能力。
二、设计目标1.理解温度的定义和测量方法。
2.掌握温度计的使用方法。
3.能够进行简单的温度测量实验。
4.培养学生的观察与实验能力。
三、作业内容及步骤1.温度测量基本原理的介绍-什么是温度？如何进行温度的测量？-介绍常用的温度计，如水银温度计、电子温度计等。
2.水银温度计的使用方法-展示水银温度计的结构，说明温度计上的刻度表示。
-演示如何使用水银温度计进行温度测量，并要求学生模仿操作。
3.电子温度计的使用方法-介绍电子温度计的原理和结构。
-指导学生如何正确使用电子温度计，进行温度测量。
4.实验操作-设计简单的实验题目，要求学生用水银温度计或电子温度计分别测量不同温度下的水的温度，并记录数据。
-学生根据实验结果填写实验报告，分析数据，得出结论。
四、评估方式1.实验报告的撰写：包括实验目的、方法、结果和结论。
2.实验操作的正确性：根据学生实验操作的准确性和效果进行评估。
3.参与度和表现：考察学生在实验过程中的积极性和合作态度。
五、作业要求1.按时完成实验操作，并提交实验报告。
2.认真按照实验步骤操作，注意实验安全。
3.积极参与讨论，能够在实验中发现问题，并提出解决方案。
4.仔细记录实验数据，准确填写实验报告。
六、作业设计意义通过本次作业设计，学生将能够系统地学习温度测量的基本概念和原理，掌握温度计的使用方法，培养实验操作能力和观察力，提高科学实践能力。
同时，通过实际操作，激发学生对科学实验的兴趣，加深对温度测量的理解，为今后的学习打下扎实基础。
七、实施计划1.作业设计方案制定后，将方案内容告知学生，组织学生积极准备实验。
2.安排实验时间和实验工具，指导学生完成实验操作。
3.学生完成实验后，指导他们撰写实验报告，并进行评估。
stm32单片机温控电路设计_概述说明以及解释
stm32单片机温控电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代工业和生活中，温控电路设计是一个非常关键的技术领域。
通过对温度的监测和控制，可以实现许多重要的功能，例如保持设备运行在适宜的温度范围内，提高工作效率，预防过热或过冷导致的故障等。
而STM32单片机则是一种广泛应用于嵌入式系统中的强大的微控制器芯片，在温控电路设计中发挥着重要作用。
1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分进行阐述。
首先介绍STM32单片机以及其在嵌入式系统中的作用与优势。
然后详细讲解温控电路设计原理，包括基本原理、主要组成部分等内容。
接着会对温度传感器进行选型与接口设计方面进行深入探讨。
最后，我们将进一步展开讨论其他相关话题并得出结论与展望。
1.3 目的本文旨在通过对STM32单片机温控电路设计的概述说明和解释，帮助读者更好地理解和应用该技术。
同时，将介绍一些常见的温控电路设计原理和方法，以及如何选择适合的温度传感器并设计有效的接口。
通过本文的阅读，相信读者能够对STM32单片机温控电路设计有更深入的了解，并且能够根据实际需求进行具体应用。
2. 正文：2.1 stm32单片机简介STM32单片机是由STMicroelectronics（意法半导体）公司开发的基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列。
它具有强大的性能、高度集成的外设以及丰富的接口，广泛应用于各种嵌入式系统中。
2.2 温控电路设计原理温控电路设计的目标是通过对温度进行监测和反馈调节，实现对某个系统或器件的温度进行精确控制。
其原理可以简要分为两个步骤：温度检测和温度调节。
在温度检测方面，我们通常会选用一种合适的温度传感器来实时感知环境或器件中的温度变化。
传感器将通过电压信号、模拟信号或数字信号等形式输出相应的温度数值。
而在温度调节方面，我们使用stm32单片机作为控制器来完成。
借助stm32单片机丰富的外设和强大的处理能力，可以通过与其他元件（如继电器、加热元件等）结合使用，在有效范围内调整或维持系统、器件所需的目标温度。
高中物理实验：创新类实验(培优)
创新类实验（培优）1.导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应。
图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应。
电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器。
其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变（宏观上可认为形状不变），拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号。
物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力F 变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。
电路中电源电动势E＝3V，内阻r＝1Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻Rg ＝50Ω；R1 是可变电阻器，A、B 两接线柱等高且固定。
现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B 两接线柱之间固定不动。
通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步骤：步骤a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻R1 使毫安表指针满偏；步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；步骤c.保持可变电阻R1 接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；步骤d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。
（1）试写出敏感电阻丝上的拉力F 与重物重力G 的关系式F＝；（2）设R-F 图象斜率为k，试写出电流表示数I 与待测重物重力G 的表达式I＝（用E、r、R1、R g、R0、k、θ表示）；（3）若R-F 图象中R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，测得θ＝60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G= N；（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是（）A．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀B．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀C．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀D．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“简易吊秤”称重前，进行了步骤a 操作；则测量结果（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
实验34-温度控制系统的开环控制和闭环控制
实验三十四 温度控制系统的开环控制和闭环控制（自动控制理论—检测技术综合实验）一、 实验原理1．温度控制问题温度是一个极易受环境、负载变化而变化的物理量。
温度控制应用很广，从温室的温度、冶炼时的炉温、化工产品生产制造工艺过程对恒温的需要，到家用电器的温度控制（如电磁炉温度控制）、等等，都需保持温度为恒定值，或按照一定规律变化。
扰动导致的输出（温度）偏离希望值可以通过闭环控制得到抑制。
温度控制系统除了受到负载扰动（如电加热炉的水温控制中，热水因供水需要不断减少和不断补充加入的冷水）的影响外，与其它物理量（如转速、电压、电流等）的控制不同的是，被控的温度容易受到环境温度的影响；此外，温度控制对象（如电炉）具有滞后的特性，即除了一般系统的惯性)1(1+Ts 外，还有一个明显滞后的环节，构成了具有滞后特性的一阶(或二阶)环节：s e τ−1)(+=−Ts e K s G sp τ (34-1) 其中τ远大于T 。
由开环系统的Nyquist 图分析可知，当被控对象不存在滞后特性，即控制系统的开环传递函数为)1()(+=Ts K s G p 时，其Nyquist 图（图34－1）不包围（-1，j0）点，无论增益K 为多大，对应的闭环系统总是稳定的。
而对象具有滞后特性（式（34-1））时，对应的Nyquist 图如图34-2，由于纯滞后环节的相频特性加上τωτωj e j −=∠−)1(+Ts K 的滞后相频特性，相位比仅有)1(+Ts K 环节时更加滞后，Nyquist 图与负实轴有无穷多个穿越点。
当增益K 增大到一定程度时，Nyquist 图顺时针包围（-1，j0）点，系统不稳定。
图34-2 具有滞后特性的惯性环节的Nyquist 图Re Im 图34-1 惯性环节的Nyquist 图因此，温度的控制控制，不能简单地采用普通的PI 控制，或PID 控制，或其它的超前－迟后控制。
从闭环特征方程0)()(1=+s G s G p c 上看，特征方程所对应的相位延迟很大；而控制器（校正环节）的传递函数∏∏==−−=1111)()()(n i ic m j j c c c p s zs K s G (34－2) 中，校正环节中的PI 控制特性或校正网络极点仍具有迟后特性，会导致系统的不稳定性更严重；而其中的超前环节（零点）相对于滞后环节而言时间常数太短（电子元件构成的校正环节不可能产生足以补偿温度对象这样的纯滞后环节的时间常数），因此对系统存在的不稳定性无任何改善作用。
实验34-温度控制系统的开环控制和闭环控制
实验三十四 温度控制系统的开环控制和闭环控制（自动控制理论—检测技术综合实验）一、 实验原理1．温度控制问题温度是一个极易受环境、负载变化而变化的物理量。
温度控制应用很广，从温室的温度、冶炼时的炉温、化工产品生产制造工艺过程对恒温的需要，到家用电器的温度控制（如电磁炉温度控制）、等等，都需保持温度为恒定值，或按照一定规律变化。
扰动导致的输出（温度）偏离希望值可以通过闭环控制得到抑制。
温度控制系统除了受到负载扰动（如电加热炉的水温控制中，热水因供水需要不断减少和不断补充加入的冷水）的影响外，与其它物理量（如转速、电压、电流等）的控制不同的是，被控的温度容易受到环境温度的影响；此外，温度控制对象（如电炉）具有滞后的特性，即除了一般系统的惯性)1(1+Ts 外，还有一个明显滞后的环节，构成了具有滞后特性的一阶(或二阶)环节：s e τ−1)(+=−Ts e K s G sp τ (34-1) 其中τ远大于T 。
由开环系统的Nyquist 图分析可知，当被控对象不存在滞后特性，即控制系统的开环传递函数为)1()(+=Ts K s G p 时，其Nyquist 图（图34－1）不包围（-1，j0）点，无论增益K 为多大，对应的闭环系统总是稳定的。
而对象具有滞后特性（式（34-1））时，对应的Nyquist 图如图34-2，由于纯滞后环节的相频特性加上τωτωj e j −=∠−)1(+Ts K 的滞后相频特性，相位比仅有)1(+Ts K 环节时更加滞后，Nyquist 图与负实轴有无穷多个穿越点。
当增益K 增大到一定程度时，Nyquist 图顺时针包围（-1，j0）点，系统不稳定。
图34-2 具有滞后特性的惯性环节的Nyquist 图Re Im 图34-1 惯性环节的Nyquist 图因此，温度的控制控制，不能简单地采用普通的PI 控制，或PID 控制，或其它的超前－迟后控制。
从闭环特征方程0)()(1=+s G s G p c 上看，特征方程所对应的相位延迟很大；而控制器（校正环节）的传递函数∏∏==−−=1111)()()(n i ic m j j c c c p s zs K s G (34－2) 中，校正环节中的PI 控制特性或校正网络极点仍具有迟后特性，会导致系统的不稳定性更严重；而其中的超前环节（零点）相对于滞后环节而言时间常数太短（电子元件构成的校正环节不可能产生足以补偿温度对象这样的纯滞后环节的时间常数），因此对系统存在的不稳定性无任何改善作用。
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（２）
当ｔ＝０ ℃（即２７３Ｋ）时，ｕｏ２＝０Ｖ。同时ｕｏ２实现
０．１ Ｖ／℃ 的 电 压 输 出 。
图 １ 温 度 显 示 与 控 制 电 路 框 图
图 ３ Ｋ－℃ 变 换 及 放 大 电 路 图
２ 温 度 控 制
２．１ 温 度 传 感 器 本实 验 使 用 ＡＤ５９０ 集 成 温 度 传 感 器，ＡＤ５９０ 是
ＩＳＣＳＮＮ１ １１０－０２２０－３４４／９Ｔ５６
实 验 技 术 与 管 理 Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
第
２８ 卷 第 １２ 期 ２０１１ 年 １２ Ｖｏｌ．２８ Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．２０１１
月
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｔｓ ｒａｎｇｅ ｉｓ ｖｅｒｙ ｗｉｄｅ ａｎｄ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｍａｎｙ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ，ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅ－ ｔｗｅｅｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ，ｖｏｌｔａｇｅ ｆｏｌｌｏｗｅｒ，ｓｉｇｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ，ｒｅｌａｙ ａｎｄ ｃｏｎｔａｃｔｏｒ，ａｎｏｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ ｎｉｘｉｅ ｔｕｂｅ，ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｅｘｔｅｎｄ ｔｏ ｏｔｈｅｒ ｓｕｂｊｅｃｔ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃａｎ ｂｅ ａｄｄｅｄ ｏｒ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ａｄａｐｔｅｄ ａｓ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｕｒｓｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｕｂｊｅｃｔ ｆｏｒ ｓｔｕｄｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｉｎｎｏｖａ－ ｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ
Ｚｈａｎｇ Ｔｉｎｇｆｅｎｇ１，Ｄｅｎｇ Ｈｏｎｇｌｅｉ ２，Ｌａｎ Ｍｕｙｕｎ１
（１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ＆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
控制、Ａ／Ｄ 变换 以 及 数 码 管 显 示 等 内 容，还 可 以 延 伸 到 单 片 机 、控 制 理 论 等 跨 学 科 内 容 ，实 验 内 容 可 以 根 据 不 同 专 业 、不 同 实 验 层 次 适 当 取 舍 ，非 常 适 合 作 为 学 生 的综合设计性实验项目或课程设计内容。
单片集成的电流源温 度 传 感 器 件，其 测 温 范 围 为 －５５
℃～＋１５０ ℃，其内部已作修正，具有良好的线性和互 换性，输出阻 抗 高 达 １０ ＭΩ，输 出 电 流 与 绝 对 温 度 成 比例，其温度－电流转换当量为 １μＡ／Ｋ。ＡＤ５９０ 工作 电 压 范 围 较 宽 ，一 般 为 ４～３０ Ｖ。
荡频率ｆＯＳＣ＝４０ｋＨｚ，采样速率 ＳＲ 为
ＳＲ ＝４０ｋＨｚ／（４ ０００×４）＝２．５／ｓ （５）
由 式 （３）可 求 得 在 ４０ｋＨｚ 时 外 接 电 阻 Ｒ 值 为
１１２．５ｋΩ。
３．２．２ 积分电阻 ＲＩＮＴ 外接的积分电阻 要 足 够 大，以 保 证 在 输 入 电 压 范
围内的线性工作。积分电流取４μＡ，则积分电 阻 ＲＩＮＴ 的大小为
图 ４ 迟 滞 电 压 比 较 器 电 路 图
图 ２ 温 度 －电 压 变 换 电 路 图
２．２ Ｋ－℃ 变 换 及 放 大 电 路 由于 ＡＤ５９０的温控电流值与绝对温度对应，而在
习惯中温度显示一般 采 用 摄 氏 温 度，因 此 必 须 用 一 个 Ｋ－℃变 换 器 实 现 Ｋ－℃ 变 换。Ｋ－℃ 变 换 器 可 由 运 算 放 大器组成的加法器或减法器实现 。 ［５］ 图３为减法 器 组 成的 Ｋ－℃变换器及放大电路。
张 廷 锋 ，等 ：温 度 测 量 与 控 制 电 路 创 新 实 验 设 计
４５
值，或经 Ａ／Ｄ 变换器将放大后的模拟信号转换成数字 信号，并驱动数码 管 动 态 显 示 温 度。 也 可 以 采 用 单 片 机最小系统实现对温度测量和控制 。 ［４］
１０Ｒ１ ，则 ：
ｕｏ２ ＝１０（ｕｏ１ －ＵＲ）
综合设计性实验在培养创新型人才中起着重要的 作用，是提高 办 学 质 量 的 重 要 措 施 。 ［１］ 综 合 设 计 性 实 验 选 题 既 要 与 课 程 内 容 密 切 相 关 ，又 要 留 有 拓 展 空 间 ； 既 要 涵 盖 若 干 问 题 ，又 要 考 虑 到 学 生 的 知 识 水 平 、操 作 技 能 等 诸 多 因 素 ；既 要 涉 及 工 程 背 景 ，又 要 能 在 实 验 室 进 行 操 作 ；同 时 还 要 有 一 定 的 趣 味 性 ，并 且 还 要 有 层 次 性，由浅入深、循序渐进 。 ［２－３］ 为此，温度测量与 控 制 电 路 实 验 内 容 涵 盖 了 电 工 电 子 技 术 中 的 受 控 源 、电 流／电 压 变 换 、电 压 跟 随 器 、信 号 放 大 、电 压 比 较 器 、继 电 接 触
温度测量与控制电路创新实验设计
张 廷 锋１ ，邓 红 雷２ ，蓝 慕 云１
（１．华南理工大学 南校区电工电子教学实验中心，广东 广州 ５１０００６； ２．华南理工大学 电力学院，广东 广州 ５１０００６）
摘 要：设计了一个新颖的温度测量与控制的实验项 目，该 实 验 项 目 内 容 广 泛，涵 盖 了 电 工 电 子 技 术 中 的 受 控源、电流／电压变换、电压跟随器、信号放大 器、电 压 比 较 器、继 电 接 触 控 制、Ａ／Ｄ 转 换 以 及 数 码 管 显 示 等 内 容，还可以延伸到单片机、控制理论 等 学 科。 可 以 根 据 不 同 专 业、不 同 实 验 层 次 对 该 实 验 项 目 的 实 验 内 容 进 行 适 当 取 舍 ，非 常 适 合 作 为 学 生 的 综 合 设 计 性 实 验 和 课 程 设 计 项 目 。 关 键 词 ：实 验 项 目 ；温 度 测 量 与 控 制 ；综 合 设 计 性 实 验 ；创 新 实 验 中 图 分 类 号 ：ＴＰ ２７１；Ｇ６４２．４２３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００２－４９５６（２０１１）１２－００４４－０３
收 稿 日 期 ：２０１１－０２－２５ 基金项目：华南理工大学 电 气 信 息 与 控 制 国 家 级 教 学 实 验 示 范 中 心 创
新 项 目 （ｘｄｘ－ｙ９０９００３ｗ） 作者简介：张廷锋（１９６６—），男，广 东 汕 头，硕 士，工 程 师，南 校 区 电 工 电
子 实 验 中 心 副 主 任 ，从 事 电 工 电 子 实 验 教 学 与 研 究 工 作 ． Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｆｚｈａｎｇ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
（１）
ห้องสมุดไป่ตู้
若 ＲＰ＝１０ｋΩ，则ｕｏ１＝１０ｍＶ／Ｋ。
２．３ 比 较 器 比较器通过比较 系 统 温 度 值 和 设 定 温 度 值，并 输
出高低不同的电平，控 制 加 热 电 路 的 工 作。 图 ４ 所 示 为迟滞电压比较器电路图。采用迟滞电压比较器可以 防止继电器频 繁 动 作，损 坏 触 点 系 统。 图 中 ＵＲｅｆ为 控 制 温 度 设 定 电 压 （对 应 控 制 温 度 ），调 节 Ｒｆ与 Ｒ５的 比 值 可以改变比较器的 迟 滞 特 性，调 节 控 温 精 度。 对 于 热 惯性较大的系统，可 以 采 用 电 路 简 单 的 电 压 比 较 器 取 代 迟 滞 电 压 比 较 器 ，以 提 高 控 温 精 度 。
温度－电压变换电 路 如 图 ２ 所 示，其 中 ＲＰ 为 精 密 电 阻 ，电 压 跟 随 器 对 前 后 级 电 路 起 隔 离 作 用 ，减 少 因 后
级电路的分流 作 用 给 电 流－电 压 变 换 电 路 带 来 的 附 加
误 差 。 图 ２ 的 输 出 电 压 ｕｏ１ 为
ｕｏ１ ＝ ＲＰ ×１０－６ Ｖ／Ｋ
３ ＩＣＬ７１０７ 和 数 码 管 构 成 的 温 度 显 示 电 路
３．１ ＩＣＬ７１０７ ＩＣＬ７１０７是 ＣＭＯＳ 构 造 的 自 动 稳 零 二 重 积 分 型
Ａ／Ｄ 转换集成器件，该器件与 许 多 教 科 书 中 介 绍 的 双 积分型 Ａ／Ｄ 转换器原理相似 。 ［６］ 它具 有 以 下 特 点 ： ［７］ 内含时钟振 荡 器 （外 接 Ｒ、Ｃ），差 动 输 入，高 共 模 抑 制
４ ６
实 验 技 术 与 管 理
比，并 具 有 ＬＥＤ 显 示 驱 动 功 能，其 管 脚 排 列 如 图 ６ 所示。
图 ５ 驱 动 电 路 图
３．２ ＩＣＬ７１０７ 的 外 围 电 路 及 主 要 参 数 计 算
３．２．１ 振 荡 频 率 ｆＯＳＣ