【情绪台灯资料】台灯的资料

实验室分配8A - 数字式电子温度计的设计

本实验的目的是设计和建立一个电子温度计，

组成的温度传感元件，一个偏移量的放大器，和一个数字读出器。

问题陈述

你要设计一个电路，（1）感温度为0°C 的范围内，以

100℃，精度+1℃，和（2）提供一个直流输出电压是

测得的温度，°C ，再除以10。

温度传感元件将是一个硅二极管，放大器将是一个运算放大器

放大器配置，和输出电压，将读取的数字电压表（DVM ），这提供了 数字读出。

设计约束

- 两个直流电源：+15 V， - 15伏

- 标准值5％的电阻

- 不超过1个电位器

附加要求

- 构建电路面包板

- 提供3线，每一个长度为18英寸，将用于连接+ 15 V

终端的 - 15 V 端子，和直流电源的公共端子

焊接。

- 提供2线，每个长度为12英寸，将放大器的输出连接

电路的DVM

温度计电路

为了使使用的硅二极管的温度测量系统，需要三个

事情：激发，抵销和放大的。图8-1显示了最简单的diodebased

温度测量系统。二极管激发的是一个简单的DC

电压源串联一个电阻 - 电流源会更好。对于所有的

实用的目的，二极管的电流将是恒定的，即使二极管的电压变化

略有下降。

直流电压源的组合，电位器，R1和R0用于抵消

运算放大器的正输入端。电阻Rf 和Rs 的用于放大器的增益。

该电路的一个缺点是，的跨度（增益）和零（偏移）调整

是互动的。你必须接受最初的错误，或使用一个交互式的RF 调整

和锅中设置。

另一种设计是接近尾声的讲义图8-2所示。齐纳二极管

目前使用的是稳压电路。稳压电路的目的是为了简化锅

调整的直流电压源时略有不同。一个12伏的齐纳二极管可以被使用。

实验室研究

所有的设计工作，并测量被放置在您的实验室

笔记本电脑在一个清晰的逻辑方式进行解释。

1。苦练内功，从你的导师，专用线的硅二极管，它是一个1N4148。 测量它的I - V特性。建议：使用Heathkit 曲线追踪仪。

2。二极管的偏置电路，用于设计。此电路将提供一个相对

恒定电流通过二极管作为温度变化。建议：让

二极管的电流介于5 mA 和10 mA 的。

3。运行SPICE 仿真，运用Multisim ，以确定如何在二极管上的电压 随温度而变化，如果二极管的电流保持恒定。粘贴中的所有结果

您的笔记本电脑。

4。设计的运放电路，将满足设计规范。记住

随着温度的增加，二极管的电压下降。

硅二极管温度变化

两端的电压的硅二极管的变化（约） - 2毫伏/ºC 为

例如，如果一个二极管两端的电压，然后在25℃的0.65 V电压会

在0ºC ，0.70 V和0.50 V在100ºC. 因此，DVM 应该阅读0.0在0ºC 阅读10.0在100ºC 。

5。运行SPICE 仿真，使用Multisim ，在你的电路。电路做什么

你所期望的吗？

6。选择5％精度的电阻为您的最终设计。

7。最后在你的实验室笔记本的电路原理图绘制与所有相关

的信息。

8。设计检查显示你的老师。

9。准备构建和测试电路。

图8-2电路与齐纳二极管稳压器

零件清单

运算放大器：LM741

连接的导线：硅二极管1N4148

电阻：5％的容差，¼W

齐纳二极管：1N4742（12伏）

DVM

热水浴（100°C ）：热板和烧杯中的水 冰水浴（0°C ）：冰桶，冰

参考文献：

1。包括Burr-Brown 公司的网站“” 来源信息和应用笔记。例如，选择的Burr-Brown

应用程序在应用程序公告的公告。然后向下滚动到应用程序

公告AB-036基于二极管的温度测量。

2。请参阅第2.4节中博布罗，电气工程，第二版的基础。

附录

1。二极管VI 特性Heathkit 曲线示踪

第1步 - 范围设置

·打开曲线追踪仪连接到的范围。

•设置CH 1至0.5伏/格，校准（红色旋钮顺时针方向）。

•设置CH 2到1伏/格，校准。

•将两个耦合切换到GND 。

•找到一个栅格的交叉点上的屏幕在左下角。

•复位的耦合切换到DC 。

不要改变上述范围的设置都是很好的。

第2步

•将二极管曲线追踪仪上的一个开放的端口，如下：

二极管的阳极的C 端或红终端

二极管的阴极的电子终端或黑色终端

•确保终端开关对应的端口正在使用（向左或向右）。

•确保极性开关设置为：

NPN 用于定期二极管，在向前的方向。

第3步

•设置限流电阻为500欧姆。

•打开扫描电压旋钮，打开曲线上的示踪。

•查看I-V 特性。

•注意：

横轴是伏/格，垂直轴是在MA/ DIV。

第4步

调整以下控制，以提高测量：

水平灵敏度为0.2伏/格

垂直灵敏度2毫安/ DIV

不要更改以下设置的曲线追踪仪

STEP SELECTOR 电压

扫描范围0 - 40伏

步长范围0.5伏/格

特点

？电相当于二极管：1N4148 - 1N914

1N4448 - 1N914B

应用

极端快速开关

绝对最大额定值

TJ= 25？C

参数 测试条件 类型符号 值 单位 反向重复峰值电压 VRRM 100 V 反向电压 VR 75 V 峰值正向浪涌电流 TP = 1 IFSM 2 A 重复峰值正向电流 IFRM 500 毫安 正向电流 IF 300 毫 安 平均正向电流 VR =0 IFAV 150 毫安 功耗 L =4毫米，TL= 45？C 光伏 440 兆瓦 升=4毫米，TL ？25？C PV 500 毫瓦 结温 Tj 200 ？C 存储温度范围 Tstg -65... +200？C

最大热阻

TJ= 25？C

参数 测试条件 符号 价值 单位 交界处的环境 升=4毫米，TL =常数 RthJA 350 K/ W

电气特性

TJ= 25？C

参数 测试条件 类型符号 最小值 典型值 最大值 单位 正向电压 IF= 5毫安 1N4448 VF 0.62 0.72 V IF= 10mA时 1N4148 VF 1 V IF 电流= 100mA 1N4448 VF 1 V 反向电流 VR =20 V IR 25 nA VR =20 V,TJ = 150 IR 50 nA V R =75 V IR 5 nA 击穿电压 IR= 100 A ，TP/ T= 0.01，

TP=0.3ms的 V （BR ） 100 V 二极管电容 VR =0,F =1MHz时，VHF=50mV CD 4 PF 整流效率 VHF= 2V，F =100MHz R 45％

反向恢复时间 IF= IR =10mA时，IR= 1mA时 TRR 8 ns IF= 10mA时，VR =6V，

IR =0.1xIR，RL = 100？ TRR 4 NS

特性（Tj= 25°C 除非另有规定）

消耗臭氧层物质的政策声明

这是威世半导体GmbH 政策

1。满足所有目前和未来的国家和国际法例的要求。

2。定期和不断提高的性能，我们的产品，工艺，销售和经营

系统

我们的员工和公众的健康和安全的影响，以及他们的影响

环境。

它特别关注的控制或消除这些物质排放到大气中被称为

为消耗臭氧层物质（消耗臭氧层物质）。

“蒙特利尔议定书”（1987）和，其伦敦修正案（1990年）打算严格限制使用消耗臭氧层物质的和

在未来十年内，禁止其使用。各种国家和国际行动正加紧为先前的禁令

对这些物质。

威世半导体GmbH 已经能够利用其不断完善政策，以消除使用

下列文件中列出的消耗臭氧层物质。

1。过渡性物质的蒙特利尔议定书“和”伦敦修正案分别附件A ，B 和列表 2。 I 类和II 的消耗臭氧层物质的清洁空气法案修正案1990的环境

在美国环境保护署（EPA ）

3。理事会决定88/540/EEC和91/690/EEC附件A ，B 和C （过渡性物质）。 威世半导体GmbH 可以证明，我们的半导体制造不消耗臭氧

物质和不含有这种物质。

我们保留权利作出更改，以改善技术设计，可以这样做，恕不另行通知。 参数可以根据不同的应用。所有的操作参数都必须为每个验证客户

应用的客户。如买方使用威世德律风根产品的任何意外或未经授权的

应用程序，买方应赔偿威世德律风根遭受的所有索赔，费用，损失和费用，所产生的

直接或间接相关的任何索赔人身伤害，人身伤害或死亡等意外或

未经授权的使用。

威世半导体GmbH ，P .O.B. 3535，D-74025德国Heilponn

联系电话：49（0）7131672831，传真号码：49（0）7131672423

二极管温度传感器

作为温度传感器，可以使用普通的半导体二极管。便宜的

讨厌！该二极管是成本最低的温度传感器，可以产生更多的

较满意的结果，如果你正准备进行二点校准，并

提供一个稳定的励磁电流。几乎任何硅二极管就可以了。正向

偏置二极管两端的电压具有约2.3mV/℃的温度系数和

是相当线性的。所示的火腿肠偏置测量电路是简单的

当前应保持尽可能不变 - 采用恒流源，或

电阻器稳定的电压源。

没有校准的初始误差可能会过大 - 在±30°C 的顺序 -

最大的接触式温度传感器。初始误差很大

减少，如果部件均采用传感器级。作为一个二极管的一个优点 温度传感器是，它可以是电鲁棒 - 耐电压尖峰

由雷击引起的。这是尤其如此，如果功率二极体（例如常见的 使用1N4004）和一个第二的背靠背的二极管是用来限制功耗 在高峰值电流。晶体管传感器在二极管模式下使用

基极和集电极连接在一起。如果不这样做，该传感器是有线 在基极和发射极之间和激磁电流降低的一个因素，共约

100。其结果是一个非常低的功率，敏感和线性传感器。的简便性和 下的值的传感器的性能。为了提高性能的二极管

作为温度传感器，两个二极管的电压（V1和V2）也可测得 不同的电流（I1和I2），通常选择为约1:10的比例。绝对

温度可以从公式计算：

T =（V1 - V2）/（8.7248x10-5 LN （I1 / I2））

其结果是在开尔文（K ）。这是最完整的电路采用的方法

温度传感器，并解释了为什么一些输出成比例的信号

绝对温度。

的最简单的半导体温度传感器是一个PN 结，例如信号

二极管或晶体管的基极 - 发射极结。如果电流通过forwardbiased 的 硅PN 结保持不变，正向压降减少约1.8mV

每∞C. 甲IC 的数目利用该半导体特性

测量温度。这些部件包括Maxim 公司的MAX1617，国家

半导体LM335，LM74。半导体传感器有不同 接口，包括从电压输出到串行SPI /