自动检测与转换技术实训报告.doc

广东水利电力职业技术学院自动检测与转换技术实训报告 学生姓名: 许炎庆 学生学号：121202143 实训项目: 冰点报警器 指导老师: 韩琳 日期：2014/1/2一、温度开关(BDX-3CS_SB11)测量其数据如下：（温度低于85C）TS9 TS10 TS11 TS12 5.01V 5.01V 181.0MV 181.0MV工作原理： 由图可知，当温度小于85C时，TS9，TS10均为高电平，经U7C,U7D后为高电平，所以低于85C时LED3亮，高电平经U7A,U7B后为低电平，所以LED1，LED2灭。（因没有加热工具，所以只测低于85C数据）如果要使以下成立： TS9 TS10 LED3 1 1 0 1 0 1 0 0 0则可以通过将U7C,U7D换成一个异或门实现。二、热敏电阻(BDX-3CS_SB12) 测量其数据如下：温度 TS13 TS14 TS15 TS16 23.5 0.751V0.750V 302.6MV 0.736V 30.00.861V0.861V386.4MV1.80V工作原理： 由图可知，R31和VR6为分压取信号，U8A为电压跟随。VR7和R33构成零点调零电路。信号放大电路是由R36、R37、R38，VR8构成，R39和D4组成保护电路。电压跟随器使TS13与TS14电压基本相等。VR7为调零电路，后面为放大，二级放大。三：热电偶传感器（BDX-3CS-SB17）测量数据： 温度 TS1 TS2 TS3 TS4 22.01.3MV 140.0MV3.199V0MV 28.01.5MV171.0MV3.199V0MV 30.01.7MV 187.0MV3.199V0MV 工作原理： R1、C1构成RC滤波电路。 U1、VR1、VR2、R2、R3构成不反相放大器，其放大倍数AV=1+（VR2+R3）/R2AV（min）=(1+100)=101AV (max) =1+（100K+10k）/1k =1+（100+10）=111VR1用来做零点调整，R4、D1构成保护电路。VR2用来调整放大倍数。R5、R6、U2A构成一个比较电路，以判断温度高低状态，其比较电压由R5、R6分压电压决定。R6/（R5+R6）（+9V）=3.3K/（5.9K+3.3K）9V=3.2VLED1用来显示现在的温度状态，高温时LED1亮，低温时LED1灭。R7、R8构成电平转换电路。将比较后的电压转换成TTL信号。VD10（min）=0VR8/(R7+R8)=0VVD10（max）=7V1k/(1k+1k)=3.5V四、湿度传感器（BDX-3CS-SB18） 测量数据：相对湿度40%60%80%100%TS52.043V2.60V3.185V3.89V工作原理：本电路设计选用的湿度传感器是HIH-3610，它内部已经集成了放大、滤波电路。所以它的输出可不接任何电路，而直接接到A/D转换的输入端。本电路由LM336产生+5V电压给HIH-3610供电。根据以下公式就可以计算出所测相对湿度。向湿度传感器吹气，观察湿度的变化。RH=（VOUT-0.766）/0.0309RH是所测到的相对湿度。VOUT传感器的输出电压（TS5的电压值）。五、压力传感器（BDX-3CS-SB19）测量数据：压力 TS6 TS7 TS8 1.20 2.682V2.72V105.2MV 3.302.686V2.736V316.6MV工作原理： MPX53GP是一种压阻式压力传感器（主要用来测量表压），在硅基片上用扩散工艺制成4个电阻阻值相等的应变元件构成惠斯顿电桥。电桥采用恒压源供电。MPX53GP的工作电压为5V，传感器4脚和2脚之间输出的压力信号送到U3A、U3B、U3C构成的放大电路进行放大，放大器的增益为: AV=100K/10K1+210K/（1K+VR3）， U3A、U3B接成同相输入阻态，可以获得仪器放大器所需的高输入阻抗；U3C是一个差动放大器，通过它可以获得较高的CMRR，U3D和VR4分压电路构成调零电路，VR3用来调节放大器电路的增益，R32和D2构成保护电路。即U3A/U3B为放大器，U3C为差动放大，U3D电压跟随器。六、半导体温度感测器(BDX-3CS_SB09) 测量数据如下：温度TS1 TS2 TS3 TS4 18.5C291.0MV1.241V271.3MV0.910V工作原理：AD590是一种电流型半导体温度感测器，它的输出电流和温度成正比，具有高阻抗的电流调整器和线性电流输出性能，适于-55-100的温度感测，供电电源范围+4V-+12V。电阻R2用来拾取AD590的电流信号，即将电流信号转换为电压信号。由于AD590的特性，在0时输出273uA。所以0时TS1处的电压为： Vi = 273uA 1K = 0.273VU3A、R4、R12、R13、R5、VR2、R11、R3、R6、U3C、U3B构成一个直流差动放大电路。其增益为：AV=R13/R121+2R4/(R5+VR2) 增益在56.570.6之间。R8、R9、D2、R10、VR1构成零点调零电路。电压可调范围为VR=1.2 (R10+VR1)/(R10+VR1+R9) 0.233V-0.511V之间。 R7、D1构成保护电路。七、白金温度传感器（BDX-3CS-SB10） 测量数据： 温度 TS5 TS6 TS7 TS8 24.6 107.0MV 0.480MV102.1MV1.233 V工作原理：Pt100是连接在U4A的第1、2脚之间。它由定电流电路提供一稳定电流。+9V/R314=1Ma 同时U4A将被测电压直接TS5，起到类似电压跟随器作用Pt100每度变化0.4。即0.4/ 1mA=0.4mV/R316、R317、VR305、VR304构成直流放大电路。 AV=(R17+VR5)/R16 在119-140之间。100时，输出电压为： 0.4mV/ 100 AV=4.765.6VR21、R22、R23、VR4构成零点调零电路。电压可调范围为VR=9V (R23+VR4)/(R23+VR4+R22)， 0.54V-1.62V之间。R20、R19、R15、VR3、U4B构成线性调整电路。电压可调C10、C11、C12、C13、C9起高频信号消除作用。TS5 Pt100信号输出。TS6 线性调整补偿。TS7 零点补偿。八、称重传感器（BDX-3CS-SB20） 测量数据：重量 TS9TS10 TS11 TS121.578 2.392V2.393V202.6MV0.510V工作原理： 由于称重传感器送来的信号是微弱的直流电压，这些信号极有可能带有干扰信号。所以在本次电路设计中采用了由L1、L2、C10、C11构成的型滤波电路。D7 和D8构成输入保护电路。U4A、U4B、U4C构成直流差动放大器，其电压增益为：AV=1M/20K1+（210K）/5K=250 R24和C8构成RC滤波电路。U2B、VR6构成零校正电路。把传感器和电路连接好，先不要在称重传感器上放置任何物品，接通电源。观察主控机和上位机显示的重量值是否为0，如不为0，可通过调节电位器VR6使TS12的电压值为0。实训项目：冰点报警器上图中，热敏电阻为NTC指数型，常温下（25）阻值为50K，B常数为3950；计算公式：Rt =R*EXP(B*(1/T1-1/T2)说明：1、Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值； 2、R是热敏电阻在T2常温下的标称阻值； 3、B值是热敏电阻的重要参数； 4、EXP是e的n次方； 5、这里T1和T2指的是K度即开尔文温度，K度=273.15(绝对温度)+摄氏度；其温度与阻值对应关系表如下：负温度系数热敏电阻温度与阻值对应关系表已知条件B常数3950单位kR值50计算公式：Rt =R*EXP(B*(1/T1-1/T2)说明：1、Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值； 2、R是热敏电阻在T2常温下的标称阻值； 3、B值是热敏电阻的重要参数； 4、EXP是e的n次方； 5、这里T1和T2指的是K度即开尔文温度，K度=273.15(绝对温度)+摄氏度；温度T1阻值Rt 温度T1阻值Rt 温度T1阻值Rt 温度T1阻值Rt -402009.2986232151.3301714422.60864901865.269040405-391869.0511393143.66417764521.74068425875.110567504-381739.6630674136.43769774620.91117071884.957699217-371620.2161975129.62281214720.11819575894.810210225-361509.8761466123.19353844819.35995168904.667885289-351407.8841677117.12568564918.63472948914.530518758-341313.5498098111.39672065017.94091291924.397914099-331226.2443329105.98564575117.27697306934.269883455-321145.39479610100.87288515216.64146317944.146247225-311070.4787621196.040181185316.03301387954.026833663-301001.0195121291.47049825415.45032861963.911478503-29936.58176861387.147934075514.89217948973.800024604-28876.76782591483.057638615614.35740324983.692321604-27821.21407521579.185738325713.84489758993.588225605-26769.58786771675.519266835813.353617671003.487598865-25721.58468631772.046100695912.88257291013.39030951-24676.92559281868.754900076012.430823761023.296231259-23635.35492071965.635053886111.9974791033.205243161-22596.63819172062.676629066211.581692921043.117229352-21560.56022892159.870323666311.182662841053.032078817-20526.9234512257.207423346410.799626671062.949685168-19495.54632592354.679761216510.431860721072.86994643-18466.261972452.279680496610.078677541082.792764843-17438.91687762550679.7394239671092.718046668-16413.36976782647.83398213689.4134792611102.645702006-15389.49053792745.77530309699.1002533191112.575644626-14367.1593122843.81802537708.7991850431122.507791796-13346.26557612941.95657214718.5097407751132.442064134-12326.707391430402314128311142.37838545-11308.39067833138.50049412737.9637181181152.316682613-10291.22856393236.89631331747.7061968331162.25688541-927536880533757.4584112321172.198926421-8260.05316023433.91387189767.2199444731182.142740895-7245.89706663532.52765563776.9903995261192.088266634-6232.6090173631.20652468786.7693981411202.035443883-522094705836796.5565798751211.984215223-4208.40627283828.74603385806.3516011741221.934525471-3197.38668223927.6004137816.1541345091231.886321583-2187.02468384026.5073343825.9638675561241.839552566-1177.27688594125.464095835.780502421251.7941693860168.10301864224.46814807845.6037549111261.7501248881159.4656914