温度测量控制系统的设计与制作实验报告

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测控装置实验报告总结(3篇)

测控装置实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景随着科技的不断发展,测控技术在工业生产、科学研究、军事等领域发挥着越来越重要的作用。

测控装置作为测控技术的核心,其性能直接影响着测控系统的稳定性和准确性。

本实验旨在通过实际操作,深入了解测控装置的原理、结构、功能以及应用,提高学生对测控技术的认识和操作能力。

二、实验目的1. 熟悉测控装置的基本原理和组成;2. 掌握测控装置的调试方法和操作技巧;3. 学会分析测控装置在实际应用中的问题,并提出解决方案;4. 提高学生的动手能力和创新意识。

三、实验内容1. 测控装置基本原理及组成本实验主要介绍了测控装置的基本原理和组成,包括传感器、信号调理电路、数据采集与处理系统、执行机构等部分。

传感器负责将物理量转换为电信号,信号调理电路对信号进行放大、滤波等处理,数据采集与处理系统对信号进行数字化处理,执行机构根据处理结果执行相应的动作。

2. 测控装置调试方法(1)传感器调试:根据实际测量需求,选择合适的传感器,并对传感器进行校准和标定,确保测量精度。

(2)信号调理电路调试:对信号调理电路进行参数设置,使信号达到最佳状态,如放大倍数、滤波频率等。

(3)数据采集与处理系统调试:设置数据采集参数,如采样频率、分辨率等,并对采集到的数据进行处理和分析。

(4)执行机构调试:根据实际需求,对执行机构进行参数设置,确保执行机构能够准确执行指令。

3. 测控装置应用实例本实验以温度测控系统为例,介绍了测控装置在实际应用中的具体操作。

包括:(1)选择合适的温度传感器,如热电偶、热电阻等;(2)搭建温度测控系统,包括传感器、信号调理电路、数据采集与处理系统、执行机构等;(3)对系统进行调试,确保系统稳定运行;(4)根据实际需求,对温度数据进行采集、处理和分析,实现对温度的实时监控和控制。

四、实验结果与分析1. 实验结果通过本次实验,我们成功搭建了一个温度测控系统,实现了对温度的实时监测和控制。

系统稳定运行,测量精度达到预期要求。

温度控制电路设计---实验报告

温度控制电路设计---实验报告

温度控制电路设计一、设计任务设计一温度控制电路并进行仿真。

二、设计要求基本功能:利用AD590作为测温传感器,TL 为低温报警门限温度值,TH为高温报警门限温度值。

当T小于TL时,低温警报LED亮并启动加热器;当T大于T H 时,高温警报LED亮并启动风扇;当T介于TL、TH之间时,LED全灭,加热器与风扇都不工作(假设TL =20℃,TH=30℃)。

扩展功能:用LED数码管显示测量温度值(十进制或十六进制均可)。

三、设计方案AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源,其输出电流与绝对温度成比例。

在4V至30V电源电压范围内,该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器,调节系数为1µA/K。

AD590适用于150℃以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。

低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点,使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。

应用AD590时,无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。

主要特性:流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度(K) 度数;AD590的测温范围为- 55℃~+150℃;AD590的电源电压范围为4~30 V,可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件即使反接也不会被损坏;输出电阻为710mΩ;精度高,AD590在-55℃~+-150℃范围内,非线性误差仅为±0.3℃。

基本使用方法如右图。

AD590的输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Iout=(273+25)=298μA。

V o 的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为10K×298μA=2.98V 。

测量Vo时,不可分出任何电流,否则测量值会不准。

温度控制电路设计框图如下:温度控制电路框图由于Multisim中没有AD590温度传感器,根据它的工作特性,可以采用恒流源来替代该传感器,通过改变电流值模拟环境温度变化。

温度控制系统实验报告

温度控制系统实验报告

温度控制系统实验报告温度控制系统实验报告一、引言温度控制系统作为现代自动化领域的重要组成部分,广泛应用于工业生产、家电和环境控制等领域。

本实验旨在通过搭建一个简单的温度控制系统,了解其工作原理和性能特点。

二、实验目的1. 了解温度控制系统的基本原理;2. 掌握温度传感器的使用方法;3. 熟悉PID控制算法的应用;4. 分析温度控制系统的稳定性和响应速度。

三、实验装置本实验使用的温度控制系统由以下组件组成:1. 温度传感器:用于测量环境温度,常见的有热敏电阻和热电偶等;2. 控制器:根据温度传感器的反馈信号,进行温度控制;3. 加热器:根据控制器的输出信号,调节加热功率;4. 冷却装置:用于降低环境温度,以实现温度控制。

四、实验步骤1. 搭建温度控制系统:将温度传感器与控制器、加热器和冷却装置连接起来,确保各组件正常工作。

2. 设置控制器参数:根据实际需求,设置控制器的比例、积分和微分参数,以实现稳定的温度控制。

3. 测量环境温度:使用温度传感器测量环境温度,并将测量结果输入控制器。

4. 控制温度:根据控制器输出的控制信号,调节加热器和冷却装置的工作状态,使环境温度保持在设定值附近。

5. 记录数据:记录实验过程中的环境温度、控制器输出信号和加热器/冷却装置的工作状态等数据。

五、实验结果与分析通过实验数据的记录和分析,我们可以得出以下结论:1. 温度控制系统的稳定性:根据控制器的调节算法,系统能够在设定值附近维持稳定的温度。

但是,由于传感器的精度、控制器参数的选择等因素,系统可能存在一定的温度波动。

2. 温度控制系统的响应速度:根据实验数据,我们可以计算出系统的响应时间和超调量等参数,以评估系统的控制性能。

3. 温度传感器的准确性:通过与已知准确度的温度计进行对比,我们可以评估温度传感器的准确性和误差范围。

六、实验总结本实验通过搭建温度控制系统,探究了其工作原理和性能特点。

通过实验数据的分析,我们对温度控制系统的稳定性、响应速度和传感器准确性有了更深入的了解。

温度监测系统实验报告

温度监测系统实验报告

一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。

2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。

3. 学会搭建简单的温度监测系统,并验证其功能。

二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。

温度传感器将温度信号转换为电信号,数据采集器对电信号进行采集和处理,控制器根据设定的温度范围进行控制,显示屏显示温度信息,报警装置在温度超出设定范围时发出警报。

本实验采用DS18B20数字温度传感器,该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。

数据采集器采用单片机(如STC89C52)作为核心控制器,通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号,并进行相应的处理。

三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路,包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。

2. 编写程序,实现以下功能:(1)初始化单片机系统;(2)读取温度传感器数据;(3)将温度数据转换为摄氏度;(4)显示温度数据;(5)判断温度是否超出设定范围,若超出则触发报警。

3. 连接电源,启动系统,观察温度数据变化和报警情况。

五、实验结果与分析1. 系统搭建成功,能够稳定运行,实时显示温度数据。

2. 温度数据转换准确,显示清晰。

3. 当温度超出设定范围时,系统能够及时触发报警。

六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统,实现了温度数据的采集、处理和显示。

2. 通过实验,加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。

3. 实验过程中,学会了如何编写程序,实现温度数据的处理和显示。

七、实验建议1. 在实验过程中,注意电路连接的准确性,避免因连接错误导致实验失败。

2. 在编写程序时,注意代码的简洁性和可读性,便于后续修改和维护。

3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合,如数据存储、远程传输等,提高系统的实用性和功能。

实验报告

实验报告

第I 页课程设计说明书数字显示温度控制器设计制作摘要在工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。

在工业生产的很多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。

本次设计一个数字显示温度的测量与控制装置.应用温度敏感元件和二次仪表的组合,对温度进行调节、控制,且能直接读数.经实验验证此控制器的性能指标达到要求,为温度测量与控制的工业应用奠定了一定的基础。

关键词:温度传感器数字电压表温度控制执行机构。

第II 页课程设计说明书目录1设计任务及要求 (1)2数字温度控制器设计方案 (1)3温度控制器电路的设计 (3)3.1温度传感器的选择 (3)3.2采样电路及校准电路 (4)3.3上下限采集电路 (5)3.4温度比较电路 (6)3.5 温度控制电路 (7)3.7 显示温度电路 (10)3.8 直流电源电路 (12)3.8.1稳压电源设计 (12)3.8.2 电路设计 (14)4整机工作原理 (14)5整体电路图 (16)致谢 (18)参考文献 (18)课程设计说明书1 设计任务及要求采用热敏电阻作为温度传感器,由于温度变化而引起的电压变化,在利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较,输出高或低电平从而对控制对象加热器进行控制。

其电路可分为三部分:测温电路,比较/显示电路,控制电路。

设计要求:(1):实现题目要求的内容(2):电路在功能相当的情况下越简单越好(3):要求输入电压为5V,红绿发光二极管为负载(4):调节电位器,使红,绿发光二极管交替点亮2 数字温度控制器设计方案方案1:此电路是一种数字温度控制器的参考设计方案图1 方案流程图原理:温度检测电路通过热敏电阻检测温度并将温度信号转化成电压信号,时钟发生器产生的脉冲启动A/D转换电路。

通过A/D转换电路将模拟信号转化成数字信号,利用4课程设计说明书线——7段显示译码器/驱动器将得到的BCD码送至LED数码显示管显示。

水温控制系统stm32实验报告

水温控制系统stm32实验报告

水温控制系统stm32实验报告设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升水,容器为搪瓷器皿(其他容器也可)。

水温可以在一定范围内设定,并能实现在10℃-70℃量程范围内对每一点温度的自动控制,以保持设定的温度基本保持不变。

要求(1)可键盘设定控制温度值,并能用液晶显示,显示最小区分度为0.1℃;(2)可以测量并显示水的实际温度。

温度测量误差在+0.5℃内;(3)水温控制系统应具有全量程(10℃-70℃)内的升温、降温功能(降温可用半导体制冷片、升温用800W以内的电加热器);(4)在全量程内任意设定一个温度值(例如起始温度+15℃内),控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。

控制的最大动态误差<+4℃,静态误差<+1℃,系统达到稳态的时间<15min(最少两个波动周期)。

人机交互模块的设计温度控制系统经常是用来保证温度的变化稳点或按照某种规律进行变化。

但是通常温度具有惯性大,滞后性严重的特点,所以很难建立很好的数学模型。

所以在本次实验中我们采用了性能高又经济的搭载ARM Cortex-M内核的STM32F429的单片机作为它的微控制处理器。

人机交互模块主要是有普通的按键和一块彩色液晶屏幕所组成。

该实验中采用的是模糊的PID 算法,完成对系统的设计。

温度检测模块的设计传统的测温元件有热电偶,热敏电阻还有一些输出模拟信号的温度传感器。

但这些元件都需要较多的外部元件的支持。

电路复杂,制作成本高。

因此在本次实验中我们采用了美国DALLAS半岛公司推出的一款改进型的智能温度传感器 DS18B20。

此温度传感器读数方便,测温范围广,测温准确,输出温度采用数字显示更加智能化。

温度检测模块是以DS18B20温度传感器作为核心,将测量的温度信号传递给STM32单片机芯片进行温度的实时检测,并通过数码管显示。

DS18B20温度测量与控制实验报告

DS18B20温度测量与控制实验报告

课程实训报告《单片机技术开发》专业:机电一体化技术班级: 104201学号: 10420134姓名:杨泽润浙江交通职业技术学院机电学院2012年5月29日目录一、DS18B20温度测量与控制实验目的……………………二、DS18B20温度测量与控制实验说明……………………三、DS18B20温度测量与控制实验框图与步骤……………………四、DS18B20温度测量与控制实验清单……………………五、DS18B20温度测量与控制实验原理图…………………六、DS18B20温度测量与控制实验实训小结………………一、实验目的1.了解单总线器件的编程方法。

2.了解温度测量的原理,掌握 DS18B20 的使用。

二、实验说明本实验系统采用的温度传感器DS18B20是美国DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。

Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。

现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。

适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。

与前一代产品不同,新的产品支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。

DS18B20测量温度范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。

DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。

DS18B20 内部结构DS18B20 内部结构主要由四部分组成:64 位光刻 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。

DS18B20 的管脚排列如下: DQ 为数字信号输入/输出端;GND 为电源地;VDD 为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。

光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20 的地址序列码。

温度控制实验报告

温度控制实验报告

温度控制实验报告温度控制实验报告引言:温度控制是现代科技中的一个重要领域,涉及到许多实际应用,如工业生产、环境保护和生物医学等。

本实验旨在探索温度控制的原理和方法,并通过实验验证不同控制策略的效果。

通过这个实验,我们将更深入地了解温度控制的重要性和应用。

实验目的:本实验的目的是研究不同温度控制策略对温度稳定性的影响,并找到最佳的控制方法。

通过实验数据的分析和对比,我们将评估不同控制策略的优劣,并探讨其适用范围和局限性。

实验装置:本实验使用了一个温度控制系统,包括温度传感器、控制器和加热装置。

温度传感器用于测量环境温度,控制器根据传感器的反馈信号调整加热装置的输出,以达到设定的目标温度。

实验步骤:1. 实验前准备:a. 搭建温度控制系统,确保各部件连接正确并工作正常。

b. 设置实验参数,包括目标温度和控制策略。

2. 实验一:比例控制器a. 将控制器设置为比例控制模式。

b. 将目标温度设定为25摄氏度,并记录实际温度的变化。

c. 分析实验数据,评估比例控制器的控制效果。

3. 实验二:积分控制器a. 将控制器设置为积分控制模式。

b. 将目标温度设定为25摄氏度,并记录实际温度的变化。

c. 分析实验数据,评估积分控制器的控制效果。

4. 实验三:比例积分控制器a. 将控制器设置为比例积分控制模式。

b. 将目标温度设定为25摄氏度,并记录实际温度的变化。

c. 分析实验数据,评估比例积分控制器的控制效果。

实验结果与讨论:通过对实验数据的分析,我们得出以下结论:1. 比例控制器能够在一定程度上稳定温度,但存在超调和震荡的问题。

这是因为比例控制器只根据当前误差进行调整,无法预测未来的变化。

2. 积分控制器能够消除比例控制器的超调和震荡问题,但可能导致温度的调整速度较慢。

这是因为积分控制器会根据过去的误差进行调整,以消除累积误差。

3. 比例积分控制器结合了比例和积分控制的优点,能够在一定程度上稳定温度并提高调整速度。

基于51单片机的温度报警控制系统报告

基于51单片机的温度报警控制系统报告

报告评分批改老师《现代电子综合实验》课程设计报告基于单片机的温度检测控制系统设计学生姓名 学 号专 业 班 级同组学生 提交日期 年 月 日指导教师目录2一、实验目的 .....................................................................................2二、实验要求 .....................................................................................2三、实验开发环境及工具 ...........................................................................2四、按键扫描和液晶显示功能实现 ...................................................................24.1矩阵键盘电路 ...............................................................................4.1.1矩阵键盘电路简介 .....................................................................224.1.2矩阵式按键扫描原理 ...................................................................24.1.3 按键扫描子程序设计思想及流程图 ......................................................34.2 LCD1602显示电路 ..........................................................................34.2.1 LCD1602模块简介 ....................................................................34.2.2 LCD1602模块引脚说明 .................................................................4.2.3 LCD1602控制方式及指令 ..............................................................344.2.4 LCD1602液晶显示子程序设计思想及流程图 ..............................................5五、基于单片机的温度检测控制系统设计过程 .........................................................55.1 系统整体电路框图及功能说明 ................................................................55.2 DS18B20数字温度传感器电路 ..............................................................55.2.1 单总线通信方式简介 ..................................................................65.2.2 DS18B20简介 ......................................................................5.2.3 DS18B20读写操作 ..................................................................665.3 声光报警及控制电路 ........................................................................75.4 软件设计 ..................................................................................5.4.1 主程序设计流程图 ....................................................................775.4.2 DS18B20子程序设计思想及流程图 ...................................................85.4.3 声光报警子程序设计思想及流程图 .....................................................9七、 实验过程及实验结果 ...........................................................................9八、实验中遇到的问题及解决方法 ...................................................................10附件 ............................................................................................一、实验目的(1). 掌握单片机应用系统的设计方法与步骤;(2).掌握硬件电路各功能模块的工作原理、应用电路与编程方法;(3).熟练掌握单总线的应用及编程;(4). 掌握基于单片机的温度检测控制系统的设计与实现。

高二项目设计报告案例

高二项目设计报告案例

设计报告:室内温度监测与控制系统1. 研究背景和问题陈述当前,随着人们生活水平的提高和科技的发展,人们对于舒适的起居环境要求越来越高。

室内温度是影响人们舒适感的重要因素之一。

然而,由于不同季节和气候条件下的室内温度变化,如何实现室内温度的自动监测和控制成为一个重要的问题。

在这个设计报告中,我们将介绍一种室内温度监测与控制系统的设计。

该系统可以实时监测室内温度,并根据设定的温度范围自动调节空调或加热设备,以保持室内温度在舒适范围内。

通过使用该系统,人们可以享受到不受外界气候条件影响的舒适生活。

2. 设计原理和方法2.1 硬件设计硬件设计是实现室内温度监测与控制系统的关键部分。

该系统需要以下硬件组成:•温度传感器:用于实时监测室内的温度变化;•控制器:负责数据采集和温度控制算法的处理;•调温设备:根据温度控制算法的指令,调节空调或加热设备的工作状态;•显示屏:显示室内温度和控制系统的工作状态。

2.2 软件设计软件设计是实现室内温度监测与控制系统的另一个重要部分。

该系统需要以下软件功能:•数据采集与处理:控制器通过温度传感器实时采集室内温度数据,并进行处理和分析;•温度控制算法:根据设定的舒适温度范围和室内温度,控制器采用相应的控制算法,自动调节调温设备的工作状态;•状态显示与操作:显示屏可以显示实时室内温度和控制系统的工作状态,用户可以通过显示屏进行操作,如设定舒适温度范围。

3. 设计实施步骤3.1 硬件实施在硬件实施步骤中,需要按照以下步骤进行:1.购买所需硬件组件:根据设计原理中列出的硬件需求,购买温度传感器、控制器、调温设备和显示屏等硬件组件;2.连接硬件组件:按照硬件组件的连接方式,将温度传感器、控制器、调温设备和显示屏进行连接;3.测试硬件连接:进行硬件连接的测试,确保硬件组件正常工作。

3.2 软件实施在软件实施步骤中,需要按照以下步骤进行:1.开发数据采集与处理功能:使用合适的编程语言,实现控制器中的数据采集与处理功能,确保能够实时采集室内温度数据并进行处理;2.开发温度控制算法:根据设定的舒适温度范围和室内温度,开发相应的温度控制算法,以控制调温设备的工作状态;3.开发状态显示与操作功能:开发显示屏的状态显示与操作功能,确保能够显示实时室内温度和控制系统的工作状态,并进行用户操作。

基于51单片机的水温测控系统实验报告

基于51单片机的水温测控系统实验报告

摘要本次实验是软硬件相结合的实验,通过传感器得到的阻值与其它电阻,可以搭建一个电桥,将水温转化为电压,然后通过放大器将电压放大到所需要的值,将所得的电压送入单片机的AD转换电路,将模拟信号转换成数字信号,从而在单片机的液晶屏上显示当前的温度。

此烧水壶是可控制的,即设定温度,使水加热到设定温度且保温,此控制算法采用PID控制算法来控制继电器的通断,来保证水温恒定在设定温度处。

一、设计要求1.传感器:Pt100铂热电阻2.测量放大器:自己设计与搭建3.被控对象:400W电热杯,约0.5公斤自来水4.执行机构:12V驱动,5A负载能力的继电器5.控制系统:51单片机6.控制算法:PID7.温度范围:环境温度~100度8.测量误差1度,控制误差2度二、设计原理及方案1.热电阻传感器热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原进行测温的。

热电阻的工作原理:温度升高,金属内部原子晶格的振动加剧,从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大,宏观上表现出电阻率变大,电阻值增加,我们称其为正温度系数,即电阻值与温度的变化趋势相同。

2.实验原理框图3.测量放大器电路图说明:电位器R10用来调节偏置电压,而电位器R7则用来调节增益。

实验时,用R10来调节零点,用R7来调节满度。

该电路将0℃-100℃转换为0-5V 电压。

上述电路图采用仪表放大器,将铂热电阻两端的电压U2与电位器R10两端的电压U1差放大,放大器输出电压U0与电压差的关系为:)-)(2(1127248U U R RR R U o ⨯+=由铂热电阻阻值与水温的关系可知,铂热电阻的范围是ΩΩ140~100。

则100)10012(12-140)140(1212)-(100)10012(12-100)10012(1212⨯+⨯+≤≤⨯+⨯+K K U U K K 整理得:V U U 04.0)-(012≤≤而仪表放大器的输出电压为0~5V ,所以放大倍数大约为:5/0.04=125。

基于单片机的温度控制系统课设报告

基于单片机的温度控制系统课设报告

基于单片机的温度控制系统摘要:该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台,根据实验任务要求,完成了水温自动控制系统的设计,该系统的温度给定值可由人工通过键盘进行设定,测量温度经过A/D转换由数码管显示,通过PID控制算法对温度进行调节,使温度输出值在给定值上下波动,控制该系统的静态误差为1℃,用LED灯模拟加热强度,并用串口将输出的水温随时间的变化数值发到PC机上。

关键字:飞思卡尔单片机水温控制MC9S12DG1281、设计题目与设计任务σ≤;3.温度误要求:1温度连续可调范围是30-150摄氏度;2 超调量20%<±;4尝试使用能预估大滞后的方法,如史密斯预估,或大林算法;也可差0.5用PID及改进算法。

内容:1.根据题目的技术要求,画出系统组成的原理框图;2. 给出系统硬件电路图;3.确定温度控制方案;4. 给出控制方法及控制程序;5.整理设计数据资料,课程设计总结,撰写设计计算说明书。

2、前言:随着电子技术和计算机的迅速发展,计算机测量控制技术拥有操作简单、控制灵活、使用便捷以及性价比较高的优点,从而得到了广泛的应用。

单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件,只需要外加电源和晶振就可以实现对数字信息的处理和控制,因此,单片机广泛应用于现代工业控制中。

利用单片机对温度测量控制会大大提高系统的可靠性和准确性。

该设计实验是在实验室完成,实验任务是设计制作一个水温自动控制系统,控制对象为1L净水,容器为搪瓷器皿。

水温由人工通过4*4的键盘设定,并能在环境温度改变时实现对水温的自动控制,采用PWM技术控制电阻丝的加热,加热强度由8个LED小灯模拟,以保持设定的温度基本不变,测量温度经过A/D 转换在4位数码管上显示(保留一位小数),并将温度每秒钟向计算机发送一次。

一、系统设计的功能该系统的闭环控制系统框图如图所示。

图水温控制系统结构框图单片机对温度的测量控制是基于传感器、A/D转换器以及扩展接口和执行机构来进行的。

温度控制器实验报告

温度控制器实验报告

温度控制器实验报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验设备与材料 (2)3. 实验原理 (3)二、实验内容与步骤 (4)1. 实验内容 (5)1.1 温度控制器的基本操作 (6)1.2 温度控制器的参数设置与调整 (7)2. 实验步骤 (8)2.1 安装温度控制器 (9)2.2 校准温度计 (9)2.3 设置温度控制器参数 (11)2.4 观察并记录实验数据 (13)2.5 分析实验结果 (13)三、实验数据与结果分析 (14)1. 实验数据 (15)1.1 温度控制器的温度读数 (17)1.2 温度控制器的设定温度 (18)1.3 温度控制器的实际输出温度 (19)2. 结果分析 (19)2.1 温度控制器的性能评价 (20)2.2 温度控制器在不同条件下的适应性分析 (21)四、实验结论与建议 (22)1. 实验结论 (23)2. 实验建议 (24)一、实验概述本实验旨在通过设计和制作一个温度控制器,让学生了解温度控制器的基本原理、结构和工作原理,并掌握温度控制器的制作方法。

学生将能够熟练掌握温度控制器的设计、制作和调试过程,为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。

本实验的主要内容包括,在实验过程中,学生将通过理论学习和实际操作相结合,全面掌握温度控制器的相关知识和技能。

1. 实验目的本实验旨在探究温度控制器的性能及其在实际应用中的表现,通过一系列实验,了解温度控制器的控制原理、操作过程以及性能特点,验证其在实际环境中的温度控制精度和稳定性。

本实验也旨在培养实验者的实践能力和问题解决能力,为后续相关领域的深入研究和实践打下坚实的基础。

2. 实验设备与材料温度控制器:作为实验的核心设备,本实验选择了高精度数字式温度控制器,具备较高的稳定性和精确度,能够确保实验结果的可靠性。

恒温箱实验箱:为了模拟不同的环境温度,采用了具有温控功能的恒温箱或实验箱。

通过调节箱内的温度,可以观察温度控制器在不同环境下的表现。

pid温度控制实验报告

pid温度控制实验报告

pid温度控制实验报告本实验旨在设计和实现PID温度控制系统,通过控制电热水壶水温,检验PID控制系统在温度控制方面的效果。

一、设计和建立PID温度控制系统本实验采用Arduino开发板作为控制器,其中温度传感器采用DS18B20数字温度传感器,用于感知电热水壶内部的温度。

为了控制电热水壶的加热和停止加热,我们采用继电器模块,通过控制继电器的开关状态来实现电热水壶的加热和停止加热。

本实验还采用了LCD1602液晶显示屏,显示实时温度数据和PID控制结果。

PID控制器由三个部分组成,分别是P(proportional)、I(integral)、D(derivative),它能够根据被控对象的反馈信号及预设值,计算出控制量,实现控制目标。

在本实验中,我们需要控制电热水壶加热时的水温,设定的目标温度为40℃。

二、实验步骤1、硬件连接连接Arduino开发板和其他硬件模块,电热水壶的加热和停止加热分别由继电器的开关状态来实现。

2、编程实现编写程序,包括温度检测、PID控制计算、控制电热水壶加热和停止加热、LCD显示等功能模块。

具体的程序实现细节见下文。

3、调试进行调试,测试温度控制系统的效果。

三、实验结果电热水壶温度控制的PID算法具体实现如下:``` c++// 定义PID控制器struct PID{float Kp; // P参数float Ki; // I参数float Kd; // D参数float pre_error; //上次误差float integral; //积分值} pid;pid.Kp = 5; // 由系统特性等确定pid.Ki = 0.1;pid.Kd = 1;const int relayPin = 2; // 继电器控制引脚2const int ledPin = 13; // LED控制引脚13void setup(){Serial.begin(9600);lcd.begin(16,2);pinMode(relayPin, OUTPUT);lcd.display();lcd.clear();// 变量初始化pid.pre_error = 0;pid.integral = 0;}void loop(){// 读取温度float temp = getTemperature();// 计算PIDfloat error = setpoint - temp;pid.integral += error * sampleTime;float derivative = (error - pid.pre_error) / sampleTime;float output = pid.Kp * error + pid.Ki * pid.integral + pid.Kd *derivative;// 控制电热水壶if(output > 0){digitalWrite(relayPin, HIGH); digitalWrite(ledPin, HIGH); }else{digitalWrite(relayPin, LOW); digitalWrite(ledPin, LOW); }// 保存本次误差pid.pre_error = error;// 显示温度和PID值lcd.setCursor(0, 0);lcd.print("Temp:");lcd.print(temp, 1);lcd.setCursor(0, 1);lcd.print("PID :");lcd.print(output, 1);// 延时一段时间delay(sampleTime);}// 读取温度float getTemperature(){byte data[12];byte addr[8];if ( !ds.search(addr)){ds.reset_search();delay(250);return -1000;}if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]){Serial.println("CRC is not valid!");return -1000;}if ( addr[0] != 0x28){Serial.println("Device is not a DS18B20 family device."); return -1000;}ds.reset();ds.select(addr);ds.write(0x44,1);byte present = ds.reset();ds.select(addr);ds.write(0xBE);for (int i = 0; i < 9; i++){data[i] = ds.read();}int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];if (type_s){raw = raw << 3;if (data[7] == 0x10){raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];}}else{byte cfg = (data[4] & 0x60);if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7; // 9 bit resolution, 93.75 ms else if (cfg == 0x20) raw = raw & ~3; // 10 bit res, 187.5 ms else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // 11 bit res, 375 ms// default is 12 bit resolution, 750 ms conversion time}float celsius = (float)raw / 16.0;return celsius;}```实验通过控制器成功将水温控制在设定值40℃左右,且温度波动很小,表明PID控制器具有很好的控制效果。

仪表实验报告

仪表实验报告

实验一温度控制系统(一)一、实验目的1、了解温度控制系统的组成环节和各环节的作用。

2、观察比例、积分、微分控制规律的作用,并比较其余差及稳定性。

3、观察放大倍数P、积分时间I、微分时间dt对控制系统(闭环特性)控制品质的影响。

二、温度控制系统的组成电动温度控制系统是过程控制系统中常见的一种,其作用是通过一套自动控制装置,见图1,使炉温自动维持在给定值。

图1 温度控制系统炉温的变化由热电偶测量,并通过电动温度变送器转化为标准信号4~20mA直流电流信号,传送到电子电位差计进行记录,同时传送给电动控制器,控制器按偏差的大小、方向,通过预定控制规律的运算后,输出4~20mA直流电流信号给可控硅电压调整器,通过控制可控硅的导通角,以调节加到电炉(电烙铁)电热元件上的交流电压,消除由于干扰产生的炉温变化,稳定炉温,实现自动控制。

三、实验内容1、在相同扰动作用下,作出两条不同比例度的纯比例温度控制动态曲线,综合分析比例度对控制系统的影响。

2、在相同扰动作用下,作出两条相同比例度不同积分时间的比例积分温度控制动态曲线,分析积分时间对控制系统的影响3、作出比例积分微分温度控制动态曲线,综合分析微分时间对控制系统的影响。

4、观察小比例度时的温度两只动态曲线,综合分析原因。

四、实验步骤1、观察系统各环节的结构、型号、电路的连接,熟悉可控硅电压调整器和电动控制器上各开关、旋钮的作用。

2、控制系统闭环特性的测定:在以下实验中使用的P1 ,P2 ,I1,I2 ,dt1,Cr1的具体数值由各套实验装置具体提供。

(1)考察比例作用将δ置于某值P1 ,积分时间置最大(I=999),微分时间dt置于提供值不变,Cr1置于7,将干扰开关从“短”切向“干扰”,产生一个阶跃干扰(此时为反向干扰),同时在记录仪的记录线上作一记号,以记录阶跃干扰加入的时刻,观察并记录在纯比例作用下达到稳定的时间及余差大小。

(2)考察积分作用保持P=P1不变,置I=I1,同时在记录仪的记录线上作一记号,以记录积分作用加入的时刻,注意观察积分作用如何消除余差,直到过程基本稳定。

温度控制器实验总结报告(优秀范文五篇)

温度控制器实验总结报告(优秀范文五篇)

温度控制器实验总结报告(优秀范文五篇)第一篇:温度控制器实验总结报告温度控制器实验总结报告一、功能及性能指标根据设计任务基本要求,本系统应具有以下几种基本功能。

(1)可以进行温度设定,并自动调节水温到给定温度值。

(2)可以调整PID控制参数,满足不同控制对象与控制品质要求。

(3)可以实时显示给定温度与水温实测值。

(4)可以打印给定温度及水温实测值。

系统主要性能指标如下:(1)温度设定范围40℃~90℃,最小区分度1℃。

(2)温度控制静态误差≤1℃。

(3)双3位LED数码管显示,显示温度范围0.0℃~99.0℃。

(4)采用微型打印机打印温度给定值及一定时间间隔的水温实测值。

二、总体设计方案水温控制系统的控制对象具有热储存能力大,惯性也较大的特点,水在容器内的流动或热量传递都存在一定的阻力,因为可以将它归于具有纯滞后的一阶大惯性环节。

一般来说,热过程大多具有较大的滞后,它对于任何信号的响应都会推迟一些时间,使输出与输入之间产生相移。

对于这样存在大的滞后特性的过度过程控制,一般可以采用以下几种控制方案。

1)、输出开关量控制2)、比例控制(P控制)3)、比例积分控制(IP控制)4)、比例积分加微分控制(IPD控制)结合本例题设计任务与我们采用比例积分加微分(PID)控制。

其特点是微分的作用使控制器的输出与偏差变化的速度成比例,它对克服对象的容量滞后有显著地效果。

在比例基础上加入微分作用,使稳定性提高,同时积分作用可以消除余差。

采用PID的控制方式,可以最大限度地满足系统对诸如控制精度,调节时间和超调量等控制品质的要求。

三、系统组成本系统是一个典型的检测、信号处理、输入运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。

因此,应以单片微型计算机为核心组成一个专用计算机应用系统,以满足检测、控制应用类型的功能要求。

另外,单片机的使用也为实现水温的只能化控制以及提供完善的人机界面及多机通信皆空提供了可能。

而这些功能在常规数字逻辑电路中往往难以实现。

温度检测与控制实验报告

温度检测与控制实验报告

实验三十二温度传感器温度控制实验1.了解温度传感器电路的工作原理2.了解温度控制的基本原理3.掌握一线总线接口的使用这是一个综合硬件实验,分两大功能:温度的测量和温度的控制。

1.DALLAS 最新单线数字温度传感器 DS18B20 简介Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。

现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。

适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或者过程控制、测温类消费电子产品等。

与前一代产品不同,新的产品支持3V~5.5V 的电压范围,使系统设计更灵便、方便。

DS18B20 测量温度范围为 -55°C~+125°C,在-10~+85°C 范围内,精度为±0.5°C。

DS18B20 可以程序设定 9~12 位的分辨率,及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中,掉电后依然保存。

DS18B20 内部结构DS18B20 内部结构主要由四部份组成: 64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。

DS18B20 的管脚罗列如下: DQ 为数字信号输入/输出端; GND 为电源地; VDD 为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。

光刻ROM 中的 64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看做是该DS18B20 的地址序列码。

64 位光刻 ROM 的罗列是:开始 8 位(28H)是产品类型标号,接着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号,最后 8 位是前面 56 位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。

光刻 ROM 的作用是使每一个 DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目的。

DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量,以 12 位转化为例:用 16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以 0.0625℃/LSB 形式表达,其中 S 为符号位。

智能红外温控系统设计报告

智能红外温控系统设计报告

智能红外温控系统设计报告1. 引言随着科技的发展和生活质量的不断提高,人们对室内温度的要求也越来越高。

传统的温控系统往往需要人工干预,无法实现自动化控制。

本报告旨在设计一个智能红外温控系统,通过使用红外传感器和智能算法进行自动温控,提高室内温度的舒适度,并提供节能效果。

2. 系统设计2.1 硬件设计智能红外温控系统主要由以下硬件组成:2.1.1 红外传感器红外传感器用于检测室内温度。

它可以通过接收红外辐射来感测物体的温度,并将数据传输给控制中心。

在本系统中,我们选择了高精度的红外传感器,以确保温度测量的准确性。

2.1.2 控制器智能温控系统的控制器是整个系统的核心。

它通过接收红外传感器的数据,并根据预设的温度条件进行智能控制。

在控制过程中,控制器可以通过控制空调或加热器等设备,实现室内温度的调节。

另外,控制器还具有与用户交互的功能,可以通过触摸屏或手机APP等方式控制温度。

2.2 软件设计智能红外温控系统的软件设计主要包括以下部分:2.2.1 数据处理红外传感器采集到的温度数据需要进行处理和分析。

首先,数据需要进行滤波去噪处理,以排除传感器的误差。

然后,通过使用智能算法,分析温度的变化趋势,判断是否需要调节室内温度。

2.2.2 控制算法为了实现自动温控,系统需要设计相应的智能算法。

常见的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法等。

在本系统中,我们选择了PID控制算法,通过调整比例、积分和微分系数来实现精确的温度控制。

2.2.3 用户界面为了方便用户操作,我们设计了一个用户界面,可以通过该界面设置室内温度和其他参数。

用户可以通过触摸屏或手机APP来访问该界面,并实现与智能红外温控系统的交互。

3. 性能评估为了评估智能红外温控系统的性能,我们进行了一系列实验和测试。

3.1 温度精度测试我们使用高精度的温度计来测量室内温度,并与智能红外温控系统的测量结果进行比对。

实验结果表明,智能红外温控系统的温度测量误差在可接受范围内,满足精确温控的要求。

北京工业大学电子工程设计--二阶实验报告

北京工业大学电子工程设计--二阶实验报告

电子工程设计报告题目:温度测量系统/闭环温度控制系统设计专业:电子科学与技术小组: 7姓名:学号:袁彬赖力指导教师:高新完成日期:目录一、摘要..................................................... 错误!未定义书签。

二、设计任务与要求.......................................... 错误!未定义书签。

(二)、设计要求.......................................... 错误!未定义书签。

(三)单片机................................................... 错误!未定义书签。

(一)、电路工作原理及主要元件的功能...................... 错误!未定义书签。

(二)、电路的调试........................................ 错误!未定义书签。

四数/模(D/A)转换电路........................................ 错误!未定义书签。

(一)、电路工作原理及主要元件功能........................ 错误!未定义书签。

(二)、电路主要参数计算.................................. 错误!未定义书签。

(三)、电路调试........................................... 错误!未定义书签。

五、模/数(A/D)转换电路...................................... 错误!未定义书签。

(一)、ADC0804芯片介绍.................................. 错误!未定义书签。

(二)、电路主要参数计算.................................. 错误!未定义书签。

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北京电子科技学院课程设计报告( 2010 – 2011年度第一学期)名称:模拟电子技术课程设计题目:温度测量控制系统的设计与制作学号:学生姓名:指导教师:成绩:日期:2010年11月17日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (4)五、单元电路设计(原理、芯片、参数计算等) (4)六、总体电路 (5)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、心得体会 (9)附录I:元器件清单 (11)附录II:multisim仿真图 (11)附录III:参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求(一)电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分,目的是使学生进一步理解课程内容,基本掌握电子系统设计和调试的方法,增加集成电路应用知识,培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。

按照本专业培养方案要求,在学完专业基础课模拟电子技术课程后,应进行课程设计,其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解,学会设计小型电子系统的方法,独立完成系统设计及调试,增强学生理论联系实际的能力,提高学生电路分析和设计能力。

通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新,为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

(二)电子技术课程设计的要求1.教学基本要求要求学生独立完成选题设计,掌握数字系统设计方法;完成系统的组装及调试工作;在课程设计中要注重培养工程质量意识,按要求写出课程设计报告。

教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料,安排适当的时间进行答疑,帮助学生解决课程设计过程中的问题。

2.能力培养要求(1)通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。

(2)通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节,掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

(3)掌握常用仪器设备的使用方法,学会简单的实验调试,提高动手能力。

(4)综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。

(5)培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、课程设计名称及设计要求(一)课程设计名称设计题目:温度测量控制系统的设计与制作(二)课程设计要求1、设计任务要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统,测量温度范围:室温0~50℃,测量精度±1℃。

2、技术指标及要求:(1)当温度在室温0℃~50℃之间变化时,系统输出端1相应在0~5V之间变化。

(2)当输出端1电压大于3V时,输出端2为低电平;当输出端1小于2V时,输出端2为高电平。

输出端1电压小于3V并大于2V时,输出端2保持不变。

三、总体设计思想使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求,该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。

因此,我们可以利用它的这些特性,实现从温度到电流的转化;但是,又考虑到温度传感器应用在电路中后,相当于电流源的作用,产生的是电流信号,所以,应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。

接下来应该是对产生电压信号的传输与调整,这里要用到电压跟随器、加减运算电路,这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节,所以选用了集成运放LM324和电位器;最后为实现技术指标(当输出端1电压大于3V时,输出端2为低电平;当输出端1小于2V时,输出端2为高电平。

输出端1电压小于3V并大于2V时,输出端2保持不变。

)中的要求,选用了555定时器LM555CM。

通过以上分析,电路的总体设计思想就明确了,即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号,然后通过一系列的集成运放电路,使表示温度的电压放大,从而线性地落在0~5V这个区间里。

最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。

四、系统框图及简要说明(一)系统框图的简要说明1、温度传感器AD590作用是将温度信号转化为电流信号。

2、一个10K 的电阻,将电流信号转化为电压信号,即2.73~3.23v3、电压跟随器1是为了隔离10K 电阻对后续电路的影响。

4、加减运算电路是为了将电压信号调整到0~5V 。

5、电压跟随器2、电压跟随器3,均是为了防止前面的电路对后续电路的影响。

6、555定时器LM555CM ,利用它的CON 端实现功能(2)的要求。

(二)系统框图图1 温度测量控制系统框图五、单元电路设计(原理、芯片、参数计算等)(一)温度信号转化为电流信号部分1、本部分应用了集成温度传感器AD590。

AD590是美国ANALO G DEV ICES 公司的单片集成两端感温电流源,是电流型温度传感器, 通过对电流的测量可得到所需要的温度值。

电路外形如图2所示,它采用金属壳3 脚封装, 其中1 脚为电源正端V+ ; 2 脚为电流输出端I0 ;3 脚为管壳,一般不用。

图2 AD590管脚图AD590的主要特性:(1)流过器件的电流(μA )等于器件所处环境的热力学温度(K ),即:A/K 1/μ=T I r式中:Ir 为器件AD590的电流,单位为:μA 。

T 为所处环境的热力学温度,单位为:K 。

(2)AD590的测温范围为-55℃~+150℃。

(3)AD590的电源电压范围为4V ~30V 。

电源电压可在4V ~6V 范围变化,电流Ir 变化为1μA ,相当于温度变化为1K 。

AD590可承受44V 正向电压和20V 反向电压,因而器件反接也不会被损坏。

(4)输出电阻为710M Ω。

(5)精度高。

共分I 、J 、K 、L 、M 五档,M 档精度最高,在-55℃~+150℃范围内,非线性误差仅为±0.3℃。

2、参数计算本设计要求在室温0~50℃范围内变化,所以由:t T +=273(K )有:12730273T =+=,227350323T =+=,且 A/K 1/μ=T I r 所以,有:A I r μ2731= ,1323r I A μ=3、AD590的封装及应用电路 (1)AD590的封装图3 AD590封装(2)AD590的应用电路图4 AD590应用电路在multisim 中,用一个直流电流源代替AD590传感器。

为了在仿真中方便表示温度的变化对输出电压的影响,故使用输出电流变化的直流电流源。

硬件安装时:AD590的安装时要注意引脚安装正确。

AD590的管脚图由图3所示,安装时管脚1接高电源,此处用12V 。

2号引脚是直流输出,3号脚悬空即可。

用电烙铁接触一下AD590随即放开,然后再点一下这样来加热,使温度升高,温度传感器将感受到的温度变化转化为电流信号。

(二)电流信号转化为电压信号部分1、原理:根据AD590的电流输出特性,当温度在0℃~50℃变化时,输出电流从273uA ~323uA 之间线性变化。

则通过电压跟随器2输出的电压将为2.73V ~3.23V 。

如图5-2。

2、参数计算:由欧姆定律:I=U/R ,U=IR123得:VK A R I U r r 73.21027311=Ω⨯==μ2232310 3.23r r U I R A K V μ==⨯Ω=(三)加减运算电路部分1、原理:因为要实现输出电压1在0~5V 变化,所以必须通过加减运算电路将输入电压2.73~3.23V 转化为0~5V 。

连接电路如图5所示:图5 加减运算电路电路图2、所用芯片:四运放LM324CM 。

3、参数计算:因为输出1的电压范围是0~5V ,根据加减运算电路公式:012()f U U U R R R +-=-2378////R R R R =假定反馈电阻10f R K =Ω,输入端电阻121R R K ==Ω,0 2.7310()11U U +=-而U +的范围是2.73V~3.23V , 即min max 2.73, 3.23U V U V ++==,因此,得出0U 的范围为0~5V 。

(四)电压跟随器部分本系统中所搭接的三个电压跟随器的作用均是防止前面所接电路对后续电路的影响,即起到一个隔离的作用。

具体电路图如下(图6):图6 电压跟随器电路2、所用芯片:LM324N。

(五)555定时器部分1、原理:这部分应用的是555定时器的CON端。

当CON端电压值给定后,THR端电压大于等于CON端的电压时,输出低电平;TRI端电压小于等于CON/2时,输出高电平。

(如图5-5)图7 555定时器部分电路图2、参数计算:先设定CON=3V,当Ui≥3V时,OUT端输出低电平;当Ui≤1.5V时,OUT端输出高电平。

但题目中是当Ui≤2V, 输出高电平,所以,在运放的输出端和TRI端之间接了一个电位器,调到3/4处,即使得Ui≤2V时,U TRI≤2×3/4=1.5V。

将前面的放大电路的输出电压直接作为555定时器的VTH输入,而将VTH经过分压电路分出3/4的电压后作为555定时器的VTR输入,这样,由于555定时器的基本特性,就可以实现设计的要求,即当输出1的电压小于2V时输出2为高电平,当输出1的电压大于3V时输出2为高电平,当输出1在2V与3V之间变化时,输出2的电平保持不变。

六、总体电路图8 温度测量控制系统总体电路图七、仿真结果1、加减运算电路正常工作时仿真结果。

通道A为ad590输出电压,通道B为输出电压。

(即要求(1)的仿真结果)图9 电平变换仿真结果2、电平变换仿真结果。

通道A为输出电压,通道B为电平变换结果(即要求(2)的仿真结果)图10 电平变换仿真结果八、实测结果分析1、依照下表进行测试:表1 结果测试表第一组:项目温度输出1 输出2理论数值20℃2V 高电平实测数值20.1℃ 1.97V 高电平误差0.5% 1.5% 无第二组:项目温度输出1 输出2理论数值18.5℃ 1.85V 高电平实测数值18.4℃ 1.84V 高电平误差0.5% 0.5% 无第三组:项目温度输出1 输出2理论数值30℃3V 低电平实测数值30.1℃ 3.01V 低电平误差0.5% 0.5% 无在误差允许的范围内,实验结果符合要求。

此系统的精确度达到题目要求。

九、设计总结1、成果评价温度测量控制系统的设计与制作要完成和实现的电路其稳定性和准确度的要求都很高,虽然用multisim仿真软件实现了其全部功能,但模拟电路与实际电路的差距还是很大的。

实际电路中用到的基本的元器件相较模拟器件性能有一定的差距,同时受到外界环境的影响,电路中的连接导线对电路的精确度和稳定性也有一定的影响。

根据前面的单元电路的设计的分析,可以知道,系统的整体的精确度与所使用的传感器是密切相关的,而一般的AD590的数度都比较高,在-55℃~+150℃范围内,非线性误差为±0.3℃。

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