北京工业大学大二下直流电机测速实验报告

北京工业大学

课程设计报告

学院：＿＿df＿电控学院＿＿＿专业：＿电子科学与技术＿＿班级：＿120231＿组号＿16＿

题目：1＿直流电机测速＿＿＿2＿小型温度控制系统＿姓名：＿＿王宁＿＿＿＿＿＿学号：＿＿12023110＿＿＿＿

指导教师：＿＿＿杨旭东＿＿成绩＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

目录

一、前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3

（一）设计题目﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3（二）课题背景 (3)

二、设计要求 (3)

（一）设计任务 (3)

（二）设计框架图 (4)

（三）参考元器件﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4 （四）设计要求 (4)

1、电源模块 (4)

2、信号处理模块 (4)

3、功率放大模块 (4)

（五）发挥部分 (5)

三、设计原理 (5)

（一）设计原理说明 (5)

（二）电源模块 (5)

1、方案选择 (5)

2、原理分析 (6)

（三）变送器模块 (9)

1、方案选择............................................................................................... - 9 -

2、原理分析 (10)

（四）驱动器 (11)

1、方案选择 (11)

2、原理分析 (11)

四、系统调试及实物图 (11)

（一）调试顺序说明 (11)

（二）电源模块调试 (11)

（三）变送器模块调试 (12)

（四）驱动器模块调试 (12)

五、实物图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍13

六、实验中问题分析及解决 (14)

（一）稳压电源电路板 (14)

（二）变送器电路板 (14)

（三）驱动电路板 (15)

七、数据与误差分析 (15)

（一）稳压电源电路板 (15)

（二）变送器电路板 (16)

（三）驱动器模块电路板 (16)

八、附录 (17)

（一）系统电路的工作原理图 (17)

（二）元器件识别方法和检测方法 (17)

（三）参考资料 (18)

九、心得体会 (19)

一、前言

（一）设计题目

小型闭环温度控制系统

（二）课题背景

电子工程设计的任务是完成一套小型的温度测量与控制系统，其中包含有三个阶段。本次实验为第一阶段内容，即完成直流稳压电源模块的设计与实现、传感器信号处理电路模块的设计与实现、控制信号驱动电路模块的设计与实现。

具体如下：

（1）直流稳压电源模块：为其他模块供电，由变压器、整流桥和稳压管三大部分组成。使市电交流电压变为所需要的低压交流电，交流电变为直流电，不稳定的直流电压经滤波后，变为定的直流电压输出。输出+5V， +12，-12直流电压。

（2）传感器信号处理电路模块：即变送器部分。将输入电流通过集成运放转化为输出0-5V电压信号（对应于0-100℃），并具有调零、调满度的电位器，以便进行温度校准，减小误差。

（3）控制信号驱动电路模块：即驱动器部分。将D/A输出的电流经过放大，通过控制输出电压，达到控制温度的目的。并使电路具有短路保护的功能。

本报告针对以上三个模块分别详细给出设计要求、方案选择与讨论、电路设计图及实物、原理分析、电路调试、数据计算及误差分析，完整反映了实验过程。

二、设计要求

（一）设计任务

电子工程设计课程选择“小型温度控制系统”作为具体设计题目。需要完成非电量到电量信号转换、信号处理、数据采集、数据处理、人机交互、数据通信、控制等设计工作，几乎覆盖一般电子系统的所有设计环节。完成上述设计工作涉及传感器、非电测量、模拟电子技术、数字电子技术、计算机原理、接口技术、程序设计、自动控制、通信等知识应用，具有广泛的知识涵盖面。完成“小型温度控制系统”的设计，不需要特殊的电子元器件和专用仪器设备，

作为一般的实践教学任务具有较好的可操作性。

（二）设计框架图

系统的原理框图为：

（三）参考元器件

开关型稳压降压器LM2576T、稳压集成电路L7812、稳压集成电路L7912、桥式整流器DF06、运放OP07、三极管S9012、三极管S9013,功率三极管MJE2955T、功率三极管MJE3055T、其他电容、电阻、二极管等。

（四）设计要求

本阶段要求设计电源电路，信号处理电路，功率放大电路等模块。相关模块设计要求如下：

1、电源模块

交流输入：~9V、~14V×2

直流输出：+5V/1A、±12V/0.5A

安装：独立电路板结构

2、信号处理模块

测量温度：0℃ ~ 100℃

输出电压：0V ~ 5V

测量误差：满刻度1%（0.05V或1℃）

负载阻抗：>30KΩ

限制条件：0.7V ≤输出电压≤5.7V

安装：独立电路板结构

3、功率放大模块

控制半导体制冷片的驱动电路实际上是一个电压增益为1的功率放大器，

要求如下：

输入电压：-10V ~ +10V

输出电压：-10V ~ +10V

电流输出能力：>3A

输入阻抗：>1kΩ

负载阻抗：3.5Ω

负载驱动形式：共地

安装：独立电路板结构

（五）发挥部分

在系统功能扩充基础上进行的发挥、创新能力培养。

三、设计原理

（一）设计原理说明

小型温度控制系统包含电源模块、测温系统、变送器、模数转换器、单片机、数模转换器、驱动器、控温系统。各系统在单片机的控制下共同完成对温度控制。本次实验要完成变送器、驱动器、电源模块。

（二）电源模块

1、方案选择

本模块有2种电路方案，分别为线性稳压电路和开关稳压电路。方案图如下：