[工学]TEP2008E型电子系统设计综合实验平台.doc

TPE2008E电子系统 设计综合实验台实验一 稳压电源实验实验二 功率放大器实验实验三 恒流源及脉冲法测试实验实验四 压力和温度传感器实验TPE2008E型电子系统设计综合实验平台稳压电源实验一、简介：TPE2008E型电子系统设计综合实验平台（以下简称本实验台）专门用于电类专业在完成初步的数电、模电基础课程学习后，进行综合性课程设计实验。通过这些综合性课程设计实验，将学过的基础知识，与工程实践应用结合起来。使学生的知识水平和动手能力，完成从 理论到实践，从按照单元电路进行分析到按照模块功能综合使用，从按照学科分散学习到按照应用需求集中体现，从书本抽象到形象具体，从面向考试到面向工程实践应用 这样五个质的飞跃。为学生消化吸收书本知识，快速适应工作岗位，提供一个有效地踏板。对于完成毕业论文和参加电子大赛提供高效实验平台。二、组成部分和技术特点：本实验台采用台式机架结构，以PC机配备专业数据采集卡作为控制及数据采集中心，具有AD/DA，数字量输入输出功能，每一组实验做成独立可插拔式模块，根据不同的实验项目，每次插入相应的实验模块。在PC机端，调用与实验相适应的软件模块，独立的硬件模块完成一组基本实验功能，PC机端负责完成任务管理，数据采集和测试结果分析及存储功能。这些实验不仅理清一般理论概念，而且针对工程应用中的器件选用，进行一系列综合实验。共计8大类，近30个实验项目。本实验台方便升级，可以不断扩充新的实验项目，以适应不断发展和更新提高的教学实验要求。三、主要实验内容：1.音频放大器类实验：包括前置放大器（阻抗变换，均衡放大等），音调控制电路，功率放大器，输出匹配网络，分频器等。包括基本功能，参数选择，工作点调整，失真等概念，以及放大器的前后级连接和匹配，2.滤波器及扫频仪类综合实验：将滤波器，DDS信号发生器及扫频仪结合起来进行综合实验3.锁相环类实验：以锁相环为中心，包括分频器（计数器），压控振荡器，将数字电路和非线性有机的电路结合起来，完成分频，倍频，同步振荡等综合性实验。4.稳压电源类实验：包括稳压电源基本实验，效率分析，波纹分析和测试实验。5.恒流源，脉冲大电流电源，同步采样，四端法测试技术，微电阻测试技术（如继电器接点电阻）。6.压力和温度传感器实验：前置放大器，电流环，隔离放大及传输技术。7.超声波传感器实验：超声波传感器基本功能实验，超声波测距，倒车雷达。8.太阳能电池系统实验：太阳能电池基本参数测试，功率点调整，效率分析，逆变连接。陕西泰斯康电气有限公司二一年一月二十七日实验一 稳压电源实验稳压电源是非常重要的基础电子线路之一，承担着为各种集成电路和分立元件电子线路提供基本工作条件的任务，因而也是几乎所有电子仪器整机和部件的必备组成部分。电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。按照工作模式，稳压电源分为线性电源和开关电源两大类。这两大类电源，都可以设计成固定输出或可调输出工作方式。稳压电源的基本功能和基本要求是：为电路提供基本工作条件，为功率部件提供必须的功率（能量），不得对外产生额外的EMI干扰，能够抵御外部一定级别的EMI干扰，具有足够的转换效率，对供电端污染小。稳压电源综合设计实验项目主要包括固定输出的线性稳压电源；可调输出的线性稳压电源；可调输出的斩波开关式稳压电源共三个项目。设计的概念有：整流电路设计，滤波电容参数选择及其对输出特性的影响，线性电源与开关电源效率比较，稳压电源波纹分析，稳压电源谐波分布规律等。一、 线性稳压电源：线性稳压电源是广泛应用的基本稳压电源，具有线路简单，设计容易，调试方便等优点。这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，输入滤波电容工作在低压状态，体积和重量也相当大，调整管工作在线性放大状态，调整管上必须有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗增大，因而发热量大，需要加体积庞大的散热片，效率低（通常都在70%以下），尤其是工作在可调输出方式时，效率更低。设计线性电源的主要要求是：1、 根据输出电压，电流选择合适的变压器，输入滤波电容器。2、 根据调整率，波动范围的要求，设计稳压电路，配好输出滤波电容和必要的高频滤波电容等。3、 本项设计与实验选用TO-220封装的LM7809稳压器设计固定输出稳压电源。标称输出电压(V):9V，最大输出电流:1500mA，最大输入电压值(V): 35V，具有保护过流热关断功能。4、 选用TO-220封装的LM317作为可调稳压器，输出电压可调范:1.2037V，输出最大电流:1500mA，最大输入电压:40V，具有保护过流热关断功能。5、 变压器输出电压：交流12V，以上两种线性电源共用一组输入滤波电容器。分别为220u、470u、1000u、2200u。通常用于工频电源的滤波电容 容量按照1000UF/每安培配置。二、 开关稳压电源：与线性稳压电源相比，开关稳压电源具有效率高，体积小，重量轻等优点。因为它的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（通常可以达到75以上，最大可以超过95）省掉了体积庞大而笨重的变压器。但开关电源输出的直流上面会带有较大的高频纹波，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连电感加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。一、实验目的：1.了解桥式全波整流电路，观察和比较整流桥输出端上的电压及波形，以及经过滤波电容后的波形。2.通过测试LM7809、LM317的输出电压，比较两种线性稳压电源的工作特点。并通过在空载、轻载、重载工作条件下进行测试，观察输入电容上的电压波动情况，观察输出电压值变化规律及变化情况，及纹波电压谐波分布规律，同时，改变输入滤波电容数值，观察电容参数的选择与滤波效果的关系。3. 观察LM2576开关电源的输出电压与输入电压特点，并通过在空载、轻载、重载下测输入输出电压值及波纹谐波分布、变化情况,分析线性稳压电源及开关稳压电源的特点，并进行工作效率比较。二、实验仪器：综合实验平台万用表2W功率的电阻值为100，2个；10W 功率的20，2个。稳压电源实验模块三、 实验电路图：图1四、电路工作原理：图181 直流稳压电源框图线性直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图181 所示。如图1所示，加入二极管D3是为了反向隔离滤波电容电压，用来观察整流桥上的波形。LM7809是正9V固定输出三端稳压电源。经1、2脚输入11.5V24VDC， 由2、3脚输出9VDC。LM317稳压块的输出电压变化范围是Vo1.25V12V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo1.25V45V）。 LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直流电压。为安全起见，通常在稳压器的输入与输出端上，还需要反向并联二极管作为保护电路，以防在输出开路后关闭输入电源时，输出电容放电时使稳压器反向击穿。线性电源工作原理：线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、电压稳定电路、保护电路等。先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流成脉动直流电，由输入滤波电容滤波得到未稳定的直流电压，再经过稳压电路稳压，最后输出要求直流稳定电压。开关集成稳压：LM2576属于串联斩波式开关稳压器。交流电经电源变压器隔离降压再经桥式整流滤波后,加到LM2576-ADJ 输入端1 脚。稳压器控制端4 脚接于电位器W1和电阻R402及电阻R401 组成的分压电路上,改变W1即可改变分压比,就能调节其输出电压大小。Vo = UREF1 +(W1+R401) / R402) ,其中 UREF为稳压器取样电路基准电压为1. 23V。C402 输入端滤波电容, C403 、C404 输出端滤波电容。这种开关电源的原理是：根据要求的输出电压和给定的输入电压比值，控制电路控制开关管导通与关断时间的比例，输出一个脉冲宽度调制电压，再由平波电感，滤波电容，滤成平滑直流电压。五、注意事项：注意：通电后，查看各器件有无发烫或短路现象，若有则停止实验，待查明原因处理后再实验。7809在电路中应注意以下事项： 1、输入输出压差不能太大，一般控制在7-12V，输入电压越高输出就越稳定，但实际变化不大，太高了损耗太大要加大散热片，而且容易击穿损坏； 2、输入输出压差也不能太小,否则无法保证输出电压达到9V，输出电压波纹也会急剧增加。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V，否则不能输出稳定的电压，一般应使电压差保持在4-5V。3、输出电流不能太大，1.5A 是其极限值。大电流的输出，散热片的尺寸要足够大，否则会导致高温保护或热击穿； 4、注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错，不然容易烧坏。5、使用中应避免输出端短路，尤其是当输出电压较高，输出电流较大时，有可能造成开关稳压器损坏。六、实验步骤：1. 首先测T2测试点峰值电压。选择两个功率大于4W的等值负载电阻R（为实验现象明显，选择阻值稍小的电阻）接入P1、P3。2.先将开关S6、S7打向LM7809稳压器（S7向外，S6向里），空载时，观察T1、T2测试点及OUT1的波形，依次闭合S2、S3、S4、S5，观察OUT1波形变化情况，并记录输出电压UP1。负载时，再观察T1、T2测试点及OUT1的波形，依次闭合S2、S3、S4、S5，观察OUT1的波形变化情况，并测出UP1。3.再将开关S6、S7打向LM317线性可调稳压器，调节W2电位器，当输出电压为最大，空载时，观察T1、T2测试点及OUT1的波形，依次闭合S2、S3、S4、S5，观察OUT1波形变化情况，并记录UP1。负载时，用示波器观察T1、T2测试点及OUT1的波形，依次闭合S2、S3、S4、S5，观察OUT1波形变化情况，并记录UT3。负载时，再调节W2电位器，当输出电压为6V时，依次闭合S2、S3、S4、S5，并观察OUT1的波形，比较两次过程的电源稳压效果。4.测T3测试点的稳压输出电压，并观察T3及OUT2的波形，并调节W1电位器，当输出电压为最大，空载时，再观察T3测试点及OUT2波形。负载时，继续观察T3测试点及OUT2的波形。负载时，再调节W1电位器，当输出电压为6V，观察OUT2波形变化情况，比较线性与开关电源效率。（T1检测整流桥输出电压，T2检测经过滤波电容滤波后的电压，T3检测开关集成稳压器输出有效电压，OUT1、OUT2分别检测线性稳压器输出及开关集成稳压器输出电压。）七、分析实验结果:UT3(LM7809)RP1(空载)RP1(轻载)RP1(重载)UT3(LM317)RP1(空载)RP1(轻载)RP1(重载)UT5UP2(空载)UP2(轻载)RP2(重载)八、预习内容：1.整流原理及电容滤波原理？2.什么是线性电源，什么是开关电源？实验二 功率放大器实验功率放大电路是一种将给定频率，电压等特征参数的信号进行放大，输出要求的电压，电流，及功率的电路，通常要求在失真许可的范围内，高效地为负载提供尽可能大的功率，功放管的工作电流、电压的变化范围很大，那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态，常用的功率放大器有线性功率放大器，谐振功率放大器，开关功率放大器。其中线性功率放大器又包括甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。为了提高效率，改善电源利用率，将放大电路做成推挽式电路（半桥及双桥式）。功放管的工作状态设置为甲乙类，以减小交越失真。功率放大器可以由分立元件组成，也可由集成电路实现。本次实验项目有二个：一个通用集成运放配分立元件的功率放大器，接成双电源互补推挽功率放大器OCL（无输出电容），和一个小功率全集成的双声道音频功，两路接成BTL桥式输出，由于功放管承受大电流、高电压，因此功放管的保护问题和散热问题必须重视。1.通用集成运放与分立元件组成的OCL功率放大器图2中有一个由分立元件构成的互补对称OCL电路。电路由缓冲放大级、音调控制级、电压推动级和复合输出级构成。由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数选择恰当，元件性能优良，设计和调试的好，则性能也很优良。许多优质功放均是分立功放。选用分立元件组成的功放作为实验对象，可以清晰的反映每一块局部电路的物理概念，容易看清设计方法，及参数选择原则。2.集成功率放大器电路 现在市场上有许多性能优良的集成功放芯片，如双运放TDA2040，LM1875，TDA1517等。本次在集成功放设计中采用TDA2822。 集成功率放大器与分立元件组成的电路比较，有以下特点： ( 1 ) 体积小，重量轻，外接元件少，调试简单，使用方便。由于大批量生产，成本较低，价格也较便宜。 ( 2 ) 由于集成器件可以通过工艺提高管子的对称性，减小分布参数的影响，采用一些改进措施，所以在性能上可以十分优良。例如：温度稳定性好，功耗低，电源利用率高，失真小等。 ( 3 ) 集成电路在设计中一般都增加有各种保护电路，如过流保护、过热保护、过压保护和启动、消除噪声等电路，所以集成功率放大器性能稳定，可靠性很高。 功率放大器的选择方法： ( 1 ) 首先根据需要考虑器件的性能价格比。即在保证性能指标的前提下，选用价格便宜，使用方便，所用外接元件较小的器件。 ( 2 ) 要满足系统对功率放大器输出功率的要求。选用器件的输出功率指标要大于实际需要的最大功率，但又不是愈高愈好。能用散热片的要利用散热片，以提高管子的利用率。另外，还要根据单、双通道功放的要求，选择合适的器件。立体声电路要选用双通道功放。有时为提高功率，在单通道电路中也用双通道功放做成 BTL 推挽电路，以得到更大的输出功率。 ( 3 ) 在有特殊要求的场合，如高温条件，则要选择有过热闭锁设施的集成功率放大器；在高级收录机和音响设备中，则要选择非线性失真小，频带宽，调谐方便等性能优良的功率放大器。集成功率放大电路一般是将 OTL或 OCL 电路的主要元件集成在半导体芯片上，除去少数外接元件之外，主要电路组成和分立元件电路基本相同，所以工作原理也大同小异。 一、实验目的：1.了解集成功率放大器与分立器件功率放大器的区别2. 学习互补对称功率放大器基本结构，各部分电路功能，一般设计方法。输出功率，频率响应，失真分析等基本指标的测量方法，加深对互补对称功率放大器工作原理的理解。3. 观察互补功率放大器的交越失真现象，了解克服交越失真的方法。4. 掌握高、低音调节方法，观察音调调节与波形变化的关系，并分析音调，音色与信号基波，谐波等特征参数的关系。二、实验仪器：综合实验台万用电表功率放大器实验模块三、实验电路图：集成功率放大电路（a） 分立元件组成的功率放大器电路（b）四、电路工作原理：1 当S1、S2接通时，Q1与Q2组成互补推挽功放电路。R9、R17引入输出级本级电流负反馈，用于减小失真，提高功放级稳定性；同时，R9、R17对输出级大功率管有限流保护作用。最大不失真输出电压UOM、最大不失真输出功率POM分析： 负载P1上可以获得的最高电压UOM和最大电流IOM为： 最大不失真输出功率：（额定负载时）2 R8、D1、D2、和R18组成功放级基极偏置电路，提供功放级的静态工作点，以克服交越失真。3 U1是缓冲级，U2是推动级,C6、C10、C1、C18是退耦电路，用以提高电路的稳定性。4 W1调节输出增益，W2低音调节，W3高音调节。5 R10、R14针对高低音调节起到隔离作用。6 R22、C22和R23、C23是高次谐波抑制电路，用于防止电路振荡。五、实验注意事项：1. 拔插连接线时，严禁牵拉导线，而应捏住插头拔出，以免拉坏连接线。2. 动手实验之前，必须看懂实验原理图。3. 集成功放实验，先不接扬声器，接上电源，则正负输出端之间电压应小于0.1V。六、实验步骤：1. 开启电源，测LM358N各运放器管脚电压是否为输入直流电压12V（一般是4、8脚）。测TDA2822M集成功放管脚2输入电压是否为直流电压+12V。2. 将INPUT1输入100Hz正弦波，500mV信号，观察输出电压UT1、UT2、UT3的波形，并观察交越失真波形，并记录各波形输出电压值及波形幅值。3. 观察测试点T3上的输出波形，分别闭合S1、S2及同时闭合S1、S2，观察交越失真波形变化情况，并记录各波形输出电压值及波形幅值。4.逐步增大INPUT1输入信号的幅值，直至输出电压幅度最大，而无明显失真时为止，并记录此时波形输出电压值及波形幅值。 5. 分别调节电位器W2、W3，可改变负反馈的深度，观察输出电压的波形有何变化。 6. 将INPUT2输入100Hz正弦波，500mV信号，观察两个输出通道波形，并记录各波形输出电压值及波形幅值。（T1、T2、T3带高低音调节功率放大器上的检测，T1检测缓冲级输出波形，T2检测高低音调节输出波形，T3检测交越失真波形，OUT1检测功率放大器输出波形，OUT2检测推动级输出波形,OUT3、OUT4分别检测集成功率放大器的双通道输出波形，T7、T8分别检测INPUT1、INPUT2输入信号。）七、分析实验结果: 总结数据，写出实验报告。八、预习内容：1OCL功放的工作原理；2最大不失真输出功率的计算；3. 复习乙类互补对称功率放大器产生交越失真的原因及其克服办法；4. 自拟测量集成运放与晶体管组成OCL功率放大器的数据表格。实验三 恒流源及脉冲法测试实验一、 基本概念：顾名思义，恒流源是输出电流保持不变的电流源，而理想的恒流源为：a) 输出电流不因负载阻抗的变化而改变，输出电流负载调整率为“0”。b)不因环境温度变化而改变。c)内阻为无限大。 恒流源之电路符号：理想的恒流源实际的流源工程上实用的恒流源，其各项特性指标都是有限的，因而，实用中的恒流源，还有以下限制指标：保证恒流输出条件下的最大带载阻抗，或最大输出电压。二、 恒流源的用途：恒流源电路在工程实践中有着广泛的用途。恒流源可以用来测试电阻值，为电磁铁，或各种设备，例如磁控溅射台，粒子加速器等提供稳定的磁场，当前正在飞速发展的LED照明也是用恒流源驱动的。大家知道，双极型三极管是典型的电流控制器件，可以利用三极管的恒流特性恒流源设计恒流源：从三极管特性曲线可见，工作区内的IC主要受IB控制， VCE对IC的影响很微弱，而VCE使IC发生倾斜的程度，正反映了三极管恒流特性的非理想性。因此，只要IB值固定，IC就基本稳定。输出电流IO即是流经负载的IC。但是，三极管的恒流特性不够理想，通常，目前设计恒流普遍采用电压参考器件与运算放大器，再配备三极管或MOS管作为输出级，构成实际恒流源。一、实验目的：1. 了解恒流源工作原理及电流镜原理；2. 了解四端法微电阻测试技术原理。3. 掌握脉冲法测试技术及同步采样技术。二、实验仪器：综合实验台万用电表恒流源实验模块三、 实验电路图：四、电路工作原理：恒流源实验电路中，U3B,Q1及其周围元件构成第一级恒流源，电位器RP1为电流设定电位器。电阻R2与R11上电压近似相等，方向相反，称为电流镜。又经过U3A和Q2后，我们得到了对地输出的恒流源，R5,R6,R7分别为三路恒流电阻。恒流电流值为：设定电压/恒流电阻。在我们的电路中，对应的三路输出电流分别为：500mA，50mA，5uA，最大带载能力为8V左右。脉冲电流部分：当用来作为测试电源的恒流源电流值较大时，比如1A以上，甚至几千A以上时，用来产生恒流源的电路，其平均功率变得异常大，电路内部功耗，和被测件上的功耗也非常大，这不仅对测试精度影响很大，而且实现起来也有很大难度。这是就需要采用脉冲法进行测试。其原理是：用占空比很小的窄脉冲电流，甚至单次脉冲电流，代替连续的直流恒流源进行测试，同时配备与脉冲电源同步的采样测试电路进行测试。这种方法可以完美解决大电流测试和低功耗要求的矛盾，是工程实践中的常用方法。本实验利用U5、U6(PC817光电耦合器)进行同步采样使T8输出正向脉冲信号，经过Q4使其在T9输出反向脉冲信号，为555定时器构成的单稳态触发器的引脚2输入负触发脉冲。555定时器输出的控制脉冲，一方面控制恒流源通断，同时控制采样保持放大器LF398的采样与保持。四端法测试技术（即一对电流端，一对电位端），如图2所示，图2 四端法测试原理图Rx为被测电阻，由恒流源提供恒定电流源，即C1、C2为电流端，P1、P2为电位端，采用四端测试技术，可有效消除接触电阻与连线电阻的影响，可以用来测试微小电阻，最小到毫欧，甚至微欧。例如继电器接点电阻，开关的触头电阻。五、实验步骤：“测恒流源”1.用万用表测T1点电压，并调节RP1使设定电压为0.5V，这时跟随电压测试点T2也为0.5V，开关K4断开，Ut3Ut4VDD。2. 闭合开关K4，Ut4-Ut30.5V，此时R2与R11两端的镜像电压为0.5V。3.为计算方便，选择负载R的阻值为1，10，100K。若负载R=1，当闭合K1时，输出电流为500mv，则UR=500mA1=0.5V; 当闭合K2时，输出电流为50mv，则UR=50mA1=0.05V; 当闭合K3时，输出电流为0.005mA，则UR=0.005mA1=0.005mV;再用万用表测负载上的电压，看是否等于计算出来的电压。4.同理，更换负载R的阻值，同样看用万用表测出来的电压是否与计算出的电压相等。（因为是恒流源，所以当设定电压是定值时，则闭合K1、K2或K3时，输出电流也为定值，与负载R无关，所以可以根据这个原理测出未知电阻R的阻值）“测脉冲”1. 用万用表测T7测试点输入同步信号电压值（交流）。2.再观察T7（交流正弦波）、T8交流过零检测（正向脉冲信号）、T6（负向脉冲信号）、OUT3(正向脉冲信号)、T3T4(负向脉冲信号)的波形。测脉冲信号时，开关K4断开。（T1检测设定电压，T2检测设定电压的跟随电压，T4镜像电压基准，T3检测镜像电压，OUT1检测P1电流输出，OUT2检测采样电压，OUT3检测同步输出信号，T7检测工频正弦波同步信号输入，T8检测整形后同步信号输出，T6检测计时器脉冲触发信号）六、分析实验结果:设定电压UT1IR5(闭合K1)IR6(闭合K2)IR7(闭合K3)负载R=UP1/II为分别闭合K1、K2、K3是的输出电流。UP1为负载R上的电压。七、预习内容：1.什么是镜像电流？2.恒流源原理？3.什么是同步采样及555定时器构成的单稳态触发器？影响直流恒流输出精度主要有哪些因素？影响脉冲恒流输出精度主要有哪些因素？实验四 压力和温度传感器实验一、 概述：压力传感器和温度传感器这两类传感器，是在机械，化工，军事，科学研究，日常生活等各领域广泛应用的传感器。压力传感器又包括机械压力，空气压力，液体压力等诸多种。温度传感器常用的有铂电阻温度传感器，热电偶温度传感器，半导体热电偶温度传感器，合成材料热敏电阻温度传感器等。几乎所有的压力传感器都用电桥方式构造放大器。而温度传感器 放大器除用桥式放大器外，还广泛使用恒流源驱动的线性放大器。二、电路简介：压力传感器放大器：本实验所用的传感器，是由四片电阻应变片组成，分别粘贴在弹性体的平行梁上、下两表面上。四个应变片组成电桥，采用非平衡电桥原理，把压力转化成不平衡电压进行测量。当加在应变片上的压力变化时，应变片的阻值发生变化，桥式电路输出由此产生的电压信号，运算放大器N3A，电压参考N5A（TL431），三极管VT1及其周围的电阻，电位器，共同构成压力应变电桥恒流驱动电路；运算放大器N1,N2,N4A及其周围的电阻共同构成典型的仪表放大器，由于压力放大器输出信号一般都很小，为了提高测试精度，N1,N2要选用超低失调的OP07承担第一级放大任务。其中N1,N2扮演同相缓冲放大器，N4A作为差动输入，单端输出放大器。压力信号再经过N4B，进一步放大到显示和控制所需电压。RP3为调“0”电位器，RP2A为输出信号增益调节电位器。C3A和C4A用来滤除正负电源对地的纹波成分。温度传感器放大器：标称阻值为100欧的铂电阻，与R1,R2，Rp1,R3共同构成测温电桥，铂电阻采用3线制接法。N5选用超低失调运放OP07搭成差动放大器。在反馈回路，设置了电位器RP2，用来调节放大器的增益。Pt100热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。测温原理：电路由稳压管VW2产生10V的参考电源；采用R1、R2、RP1+R3、Pt100构成测量电桥（R1=R2），当Pt100的电阻值和RP1+R3的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号，这个压差信号经过运放OP-07放大后输出期望大小的电压信号。0-5V至0-20mA电流环转换电路：U1A，U1B与Q1,Q2及其周围的电阻，电位器一起，构成0-5V至0-20mA电流环转换电路。当测量信号需要传递到较远的地方时，最简单，实用的方法就是电流环。这里给出一个简单的例子。一、实验目的：1.了解压力传感器的工作原理；了解仪器前置差动放大器。2.学习热电阻三线制测量方法，并掌握桥式测温放大器设计与调试。3.了解电流环传输技术。二、实验仪器：综合实验台压力传感器温度传感器万用表电阻几个压力和温度传感器实验模块三、实验电路图：温度传感器实验电路（a）压力传感器电路（b）电流环原理图（c）Pt100热电阻（0140）分度表：010203040100.00103.90107.79111.67115.54100.39104.29108.18112.06115.93100.78104.68108.57112.45116.31101.17105.07108.96112.83116.70101.56105.46109.35113.22117.08101.95105.85109.73113.61117.47102.34106.24110.12114.00117.86102.73106.63110.51114.38118.24103.12107.02110.90114.77118.63103.51107.40111.29115.15119.015060708090119.40123.24127.08130.90134.71119.78123.63127.46131.28135.09120.17124.01127.84131.66135.47120.55124.39128.22132.04135.85120.94124.78128.61132.42136.23121.32125.16128.99132.80136.61121.71125.54129.37133.18136.99122.09125.93129.75133.57137.37122.47126.31130.13133.95137.75122.86126.69130.52134.33138.13100110120130140138.51142.29146.07149.83153.58138.88142.67146.44150.21153.96139.26143.05146.82150.58154.33139.64143.43147.20150.96154.71140.02143.80147.57151.33155.08140.40144.18147.95151.71155.46140.78144.56148.33152.08155.83141.16144.94148.70152.46156.20141.54145.31149.08152.83156.58141.91145.69149.46153.21156.95五、实验步骤：“测压力”1. 压力传感器的五条引线与实验板上对应的位置接好（一根黑色有字母的是屏蔽线、红黑是电源红正黑负、绿白是信号输出线绿正白负），开启电源，测各运放器管脚电压是否为输入直流电压12V。2调节电位器RP1A使供给电桥激励为5V，即JI:1,5间电压为5V。3. 测T1、T2测试点电压是否对称，测T3、T4测试点电压是否为零，若T3不为零，J1： 2，4短接，并接入直流电压3V，调节电位器RP4使之为零（即调节抑制比为零）。若OUT2不为零，调节电位器RP3使之为零。4.输入压力信号查看