当前位置：搜档网 › 科学温度的测量

科学温度的测量

温度测量控制系统的设计与制作实验报告(汇编)

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。

基于PLC的温度控制闭环系统

1 绪论 1.1 课题背景随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制[1]。这方面的应用大多是基于单片机进行PID控制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。随着PLC功能的扩充在许多PLC控制器中都扩充了PID控制功能,因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的，通过采用PLC来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，PLC对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。这也正是本课题所重点研究的内容。 1.2 研究的主要内容本课题的研究内容主要有： 1）温度的检测； 2）采用PLC进行恒温控制； 3）PID算法在PLC中如何实现； 4）PID参数对系统控制性能的影响； 5）温控系统人机界面的实现。

2 基于PLC的炉温控制系统的硬件设计 2.1系统控制要求本PLC温度控制系统的具体指标要求是：对加热器加热温度调整范围为0℃—150℃，温度控制精度小于3℃，系统的超调量须小于15%。软件设计须能进行人机对话，考虑到本系统控制对象为电炉，是一个大延迟环节，且温度调节范围较宽，所以本系统对过渡过程时间不予要求。 2.2系统设计思路根据系统具体指标要求，可以对每一个具体部分进行分析设计。整个控制系统分为硬件电路设计和软件程序设计两部分。系统硬件框图结构如图所示: 图2.1系统硬件框图被控对象为炉内温度，温度传感器检测炉内的温度信号，经温度变送器将温度值转换成0～10V的电压信号送入PLC模块。PLC把这个测量信号与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出控制信号，经调压装置输出交流电压用来控制电加热器的端电压，从而实现炉温的连续控制。 2.3系统的硬件配置 2.3.1 S7-200PLC选型 S7-200 系列 PLC 是由德国西门子公司生产的一种超小型系列可编程控制器，它能够满足多种自动化控制的需求，其设计紧凑，价格低廉，并且具有良好的可扩展性以及强大的指令功能，可代替继电器在简单的控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。由于它具有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥作用[2] S7-200系列可以根据对象的不同, 可以选用不同的型号和不同数量的模块。并可以将这些模块安装在同一机架上。 SiemensS7-200 主要功能模块介绍： (1)CPU 模块S7-200的CPU 模块包括一个中央处理单元,电源以及数字I/O 点,这些都被集成在一个紧凑,独立的设备中。CPU 负责执行程序,输入部分从现场设备中采集信号,输出部分则输出控制信号,驱动外部负载.从 CPU 模块的功能来看, CPU

大班科学活动：测量温度说课稿

大班科学活动：测量温度（说课稿）一、说教材：《测量温度》是一节科学活动课，选自大班上学期第八个主题《冬天的故事》中。在我们的生活中，温度计被广泛地运用在人们的生活、劳动和工作中，幼儿虽然见过温度计，但缺乏具体的观察和较深入的了解，也没有亲自使用温度计测量温度的经验。在这次活动中，我让幼儿通过自身的观察、操作，从而获得有关温度计的粗浅知识，初步掌握使用温度计测量、记录温度的方法，激发幼儿对科学活动的兴趣，体验科学探索活动的乐趣。二、说活动目标：根据大班幼儿的年龄特点和实际情况，我制定了以下三个方面的目标： 1、知识性目标：初步认识常见的温度计，知道温度计是测量温度的工具。 2、能力和技能目标：帮助幼儿获取温度计指示温度的粗浅经验，初步掌握正确使用温度计及测量、记录的简单技能。 3、情感和社会性：初步感知热胀冷缩现象，对测量温度感兴趣，激发幼儿的求知欲和探索精神，使幼儿在活动中感到快乐。三、活动重难点根据目标，我把本次活动的重点预设为：认识温度计，

学习认读、记录温度。把学习使用温度计进行简单测量、记录温度的方法作为本次活动的难点。四、说活动准备：为顺利完成教学目标，我做了如下准备：教具：1、几种常见的温度计：水温计、气温计、体温计若干； 2、电脑课件：flash温度计。学具：1、幼儿人手一份水温计，记录卡，笔； 2、每组提供冷水、热水人手一份。五、说教法、学法为了更好地完成教学任务，我将主要采用:直观教学法、观察指导法、讲解演示法来组织教学活动。另外我打算向幼儿采用：操作法、记录法、体验交流法、游戏法等学习方法，让幼儿在做一做、说一说的轻松气氛中，掌握学习的重难点。六、说活动过程：围绕教学目标，突出重点、突破难点，我设计了以下活动过程：环节一、导入活动：请幼儿通过观察、触摸，比较两杯水的温度。 1、第一次比较：一杯冷水和一杯热水。引导幼儿看一看、摸一摸，从而发现热水杯和冷水杯摸

5.2 闭环电子控制系统的设计与应用(1)

如图所示是JN6201集成电路鸡蛋孵化温度控制器电路图，根据该原理图完成1~3题。 1.该电路图作为控制系统的控制（处理）部分是IC JN6201，当JN6201集成输出9脚长时间处于高电平，三极管V2处于截止状态，继电器释放，电热丝通电加热。 2.安装好调试时，先将温度传感器Rt1放入37℃水中，调整电位器Rp1，使继电器触点J-2吸合，再将温度传感器Rt2放入39℃水中，调整Rp2，使继电器触点J-2释放。 3.调试时发现，不管电位器Rp1和Rp2怎么调，继电器J 始终吸合，检查电路元器件安装和接线都正确，用万用表测三极管V2集电极电位，在不同的调试状态分别为2.8V 和0V ，可知电路发生故障的原因是（ B ） A.二极管V6内部断路 B.三极管V3内部击穿（短路） C.电阻R4与三极管V3基极虚焊 D.继电器线圈内部短路如图所示是运算放大器鸡蛋孵化温度控制器电路图，根据该原理完成4~6题。 4.该电路作为控制系统的输出部分是继电器J 、电热丝等，当电路中集成运放2脚的电位低于3脚的电位，三极管V3处于饱和状态，继电器J 吸合，电热丝通电加热。上限 V2饱和导通时候Uce 电压降0.2V ，所以留下来给集电极2.8V ，截止时候0V

5.安装好后调试时，将温度传感器Rt 放入39℃水中，调R4，使电压U2=U3，集成运放输出端6脚的电压为0V ，电路实现39℃单点温度控制。 6.调试时发现，将温度传感器Rt 放入高于39℃水中，继电器吸合；将温度传感器Rt 放入低于39℃水中，继电器释放，出现该故障现象的原因可能是（ A ） A.集成运放2脚与3脚接反 B.二极管V4接反 C.电阻R2断路 D.三极管V3损坏如图所示是晶体管组成的水箱闭环电子控制系统电路，根据该原理图完成7~9题。 7.该电路作为控制系统被控对象的是水箱内的水，水箱的水位从a 点降到b 点的过程中，三极管V1处于饱和状态，三极管V2处于截止状态，继电器触点J-1处于吸合状态。 8.安装调试时，将三个水位探头按图中的高低放入空玻璃杯中，如果电路正常，电路通电后，继电器J 吸合；向玻璃杯中加水，到达a 点时，继电器J 释放；接着将玻璃杯中的水排出，水位降到b 点以上时，继电器J 释放；水位降到b 点以下时，继电器J 吸合。 9.调试时发现，玻璃杯中的水位在b 点以下时，继电器J 就吸合；水位加到b 点，继电器J 就释放。出现该故障现象的原因是（ D ） A.继电器J 没用 B.三极管V1损坏 C.二极管V3接反 D.电路没接J-1触点，b 点直接接到了电阻R1 如图所示是555集成电路组成的水箱水位闭环电子控制系统电路图， (第4~6题) (第7~9题) R4 10k ?R5 4.7k R3 4.7k

温度测量与控制电路

《电子技术》课程设计报告题目温度测量与控制电路学院（部）电子与控制工程学院专业电子科学与技术班级学生姓名郭鹏学号 13 指导教师（签字）前言随着数字时代的到来，人们对于温度的测量与控制的要求越来越高，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、精度不够高而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。于是我们提出，测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过放大器将温度传感器接收到的信号进行放大，放大到比较有利于我们测量的温度范围,然后利用A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,最后通过编程让FPGA实现8位二进制数与BCD码之间的转化,实现温度的显示；并利用比较器来实现对放大电压信号的控制，从而实现对温度的控制；再者还加载了报警装置，使它的功能更加完善，使用更加方便。

本设计是采用了温度的测量、信号放大、A/D转换、温度的显示、温度的控制、报警装置六部分来具体实现上述目的。目录摘要与设计要求 (4) 第一章：系统概述 (5) 第二章：单元电路设计与分析 (5) 1) 方案选择 (5) 2)设计原理与参考电路 (6) 1 放大电路 (6) 2 低通滤波电路 (7) 3 温度控制电路 (8) 4 报警电路 (9) 5 A/D转换器 (10)

6 译码电路 (11) 第三章：系统综述、总体电路图 (14) 第四章：结束语 (15) 参考文献 (15) 元器件明细表 (15) 收获与体会，存在的问题等 (16) 温度测量与控制电路摘要：利用传感器对于外界的温度信号进行收集，收集到的信号通过集成运算放大器进行信号放大，放大后的信号经过A/D转换器实现模拟信号与数字信号间的转换，再通过FPGA编程所实现的功能将转换后的数字信号在数码管上显示出来，实现温度测量过程。放大的信号可以与所预定的温度范围进行比较，如果超出预定范围，则自动实现声光报警功能，实现温度控制过程。关键字：温度测量温度控制信号放大 A/D转换声光报警设计要求： 1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调； 4. 温度超过设定值时，产生声光报警。

温度测量与控制设计

设计报告电子基本技能大赛—— 温度测量与控制装置学院信息学院专业电子信息工程班级 1202班组员李光涛梅笑寒石鑫麟

课题为温度测量与控制电路，测温范围0～99.9。C，控制温度连续可调，被测温度和控制温度均可数字显示，温度超过设定值时能产生声光报警。该课题结合了模电和数电的理论知识，初看感觉很难没有思路，但通过各方面查阅资料和理论结合实际，定出了一套自己的设计方案。本设计包含三个部分：温度测量电路，显示电路，温度控制和声光报警电路，正文中详细介绍了各个模块的原理和工作过程。另外，为完成本次设计，参阅了大量资料文献。其中，搜集和查阅资料时一个漫长但最重要的过程，获取个模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最适合的方案。小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到各个模块电路，比如，温度测量电路部分，仅温度传感器电路就分为热电偶温度传感器，热电阻温度传感器和集成温度传感器等，因此就需要通过分析比较得出最适合的电路。此外，温度数字显示和控制报警电路部分，需要很多集成芯片，这就需要查芯片的功能表，正确连接个芯片使其达到设计需要的目的。经过上述过程后，基本定出电路图，在MULTISIM12.0软件里进行部分电路仿真，来验证电路的正确性。

前言 (2) 题目摘要 (5) 第一章系统概述 1 .1温度测量与控制设计思想及方案论证 (6) 1.2 工作原理 (6) 1.3 模块划分 (6) 第二章单元电路设计 2.1 温度测量电路 (7) 2.1.1 温度测量的实现原理图 (7) 2.1.2 温度测量实现过程及参数计算 (8) 2.1.3 调试重点及仿真结果 (20) 2.2 温度的控制和报警 (21) 2.3显示部分………………………………………………………………………………. .26第三章系统综述综述及总电路图 (38) 第四章结束语 (39) 参考文献 (39) 元件明细表 (40) 收获和体会 (42) 评语 (44)

2021年温度测量与控制电路

《电子技术》课程设计报告欧阳光明（2021.03.07）题目温度测量与控制电路学院（部）电子与控制工程学院专业电子科学与技术班级32050701 学生姓名郭鹏学号3205070113 指导教师（签字）前言随着数字时代的到来，人们对于温度的测量与控制的要求越来越高，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、精度不够高而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。于是我们提出，测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过放大器将温度传感器接收到的信号进行放大，放大到比较有利于我们测量的温度范围,然后利用A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,最后通过编程让FPGA实现8位二进制数与BCD码之间的转化,实现温度的显示；并利用比较器

来实现对放大电压信号的控制，从而实现对温度的控制；再者还加载了报警装置，使它的功能更加完善，使用更加方便。本设计是采用了温度的测量、信号放大、A/D转换、温度的显示、温度的控制、报警装置六部分来具体实现上述目的。目录摘要与设计要求 (4) 第一章：系统概述 (5) 第二章：单元电路设计与分析 (5) 1) 方案选择 (5) 2)设计原理与参考电路 (6) 1 放大电路 (6) 2 低通滤波电路 (7) 3 温度控制电路 (8) 4 报警电路 (9) 5 A/D转换器 (10) 6 译码电路 (11) 第三章：系统综述、总体电路图 (14) 第四章：结束语 (15)

参考文献 (15) 元器件明细表 (15) 收获与体会，存在的问题等 (16) 温度测量与控制电路摘要：利用传感器对于外界的温度信号进行收集，收集到的信号通过集成运算放大器进行信号放大，放大后的信号经过A/D转换器实现模拟信号与数字信号间的转换，再通过FPGA编程所实现的功能将转换后的数字信号在数码管上显示出来，实现温度测量过程。放大的信号可以与所预定的温度范围进行比较，如果超出预定范围，则自动实现声光报警功能，实现温度控制过程。关键字：温度测量温度控制信号放大 A/D转换声光报警设计要求： 1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调； 4. 温度超过设定值时，产生声光报警。第一章系统概述传感器两端的电压信号变化不大，经过放大电路和滤波电路之后就会形成一个比较大的模拟量。这个模拟量有两个电路使

转速电流双闭环不可逆直流调速系统的设计

武汉理工大学华夏学院信息工程课程设计报告书课程名称运动控制系统课程设计总评成绩学生专业班级自动化1113 学生姓名、学号10212411322 指导教师姓名李文彦课程设计起止日期2014.9.9--2012.9.17

课程设计基本要求课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生综合运用先修课程的理论知识和专业技能，解决工程领域某一方面实际问题的能力。课程设计报告是科学论文写作的基础，不仅可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，也是规范课程设计教学要求、反映课程设计教学水平的重要依据。为了加强课程设计教学管理，提高课程设计教学质量，特拟定如下基本要求。 1. 课程设计教学一般可分为设计项目的选题、项目设计方案论证、项目设计结果分析、答辩等4个环节，每个环节都应有一定的考核要求和考核成绩。 2. 课程设计项目的选题要符合本课程设计教学大纲的要求，该项目应能突出学生实践能力、设计能力和创新能力的培养；该项目有一定的实用性，且学生通过努力在规定的时间内是可以完成的。课程设计项目名称、目的及技术要求记录于课程设计报告书一、二项中，课程设计项目的选题考核成绩占10%左右。 3. 项目设计方案论证主要包括可行性设计方案论证、从可行性方案中确定最佳方案，实施最佳方案的软件程序、硬件电路原理图和PCB图。项目设计方案论证内容记录于课程设计报告书第三项中，项目设计方案论证主要考核设计方案的正确性、可行性和创新性，考核成绩占30%左右。 4. 项目设计结果分析主要包括项目设计与制作结果的工艺水平，项目测试性能指标的正确性和完整性，项目测试中出现故障或错误原因的分析和处理方法。项目设计结果分析记录于课程设计报告书第四项中，考核成绩占25%左右。 5. 学生在课程设计过程中应认真阅读与本课程设计项目相关的文献，培养自己的阅读兴趣和习惯，借以启发自己的思维，提高综合分和理解能力。文献阅读摘要记录于课程设计报告书第五项中，考核成绩占10%左右。 6. 答辩是课程设计中十分重要的环节，由课程设计指导教师向答辩学生提出2～3个问题，通过答辩可进一步了解学生对课程设计中理论知识和实际技能掌握的程度，以及对问题的理解、分析和判断能力。答辩考核成绩占25%左右。 7.学生应在课程设计周内认真参加项目设计的各个环节，按时完成课程设计报告书交给课程设计指导教师评阅。课程设计指导教师应认真指导学生课程设计全过程，认真评阅学生的每一份课程设计报告，给出课程设计综合评阅意见和每一个环节的评分成绩（百分制），最后将百分制评分成绩转换为五级分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）总评成绩。 8. 课程设计报告书是实践教学水平评估的重要资料，应按课程、班级集成存档交实验室统一管理。

温度测量与控制-课程设计

赣南师院物理与电子信息学院感测技术课程设计报告书题目：温度测量与控制姓名：班级：指导老师：时间：一、系统功能本温度控制器可以实现以下的功能：

（1）采集温度，并通过LED数码管显示当前温度。LED数码管显示温度格式为四位，精确度可达±0.1℃。例如：25℃显示为025.0。（2）通过按键可自由设定温度的上下限，并能在LED数码管显示设定的温度上下限值。（3）通过控制三极管的导通与否来控制继电器的关断，继而控制外部加热（电烙铁升温）和制冷（小型电风扇降温）装置，使环境温度保持设定温度范围内。（4）具有温度报警装置。当温度高于上限值，红灯亮起；或者低于下限值，黄灯亮起，并发出报警声。二、系统原理框图 2.1 系统总体方案该温度控制器的系统总体方框图如图1所示。该系统主要包含DS18B20温度采集电路、输入控制电路、晶振复位电路、数码管显示电路、继电器控制电路，等外围电路组成。图1 系统总体方框图 2.2 系统原理图

图2 系统原理图三、传感器的选用和介绍综合各方面考虑，本设计我们选择的温度传感器是DS18B20。 3.1 DS18B20的主要特性 DS18B20的主要特性如下。 1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。 2）在使用时不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。 3）独特的单线接口方式：DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通信。 4）测温范围：-55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。 5）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。 6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。 7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最

温度闭环控制电路设计

大连民族大学温度闭环控制设计电路仿真专业：通信工程学生姓名：熊和艳指导教师：吴宝春老师完成时间：2015年4月26日

一、设计内容 1.通过运算差分放大电路将温度传感器的阻值变化转化为电压信号的变化放大。 2.利用A/D转换实现魔力信号到数字信号的转换，根据模拟电路部分电路原理计算得出最后电压与温度值的关系，并通过数码管显示温度的值，实现温度的测量。 3.并利用比较器来实现对温度的控制，通过设定温度上下限可使整个系统工作于一个限定的温度范围内。 4.报警设置，当被测温度超出温度范围时，进行相应的报警设。 5.学会系统仿真、测量和测试。二、方案实现及设计思路 1.当温度小于等于20℃时，系统自动加热。 2.当水温高于或等于50℃时，系统停止加热。 3.并用数码管显示温度情况，水温测量用热敏电阻，加热、停止加热用不同的发光二极管。 4.系统流程图：电路仿真及调试方案设计电路设计器件设计机构设计

方案设计：按照要求，将电路划分为若干模块，从而将一个大的系统划分为小的单元电路，并分配各单元模块要完成的任务，确定各模块间输入输出关系，最后决定各单元电路的组成方式。电路设计：电路设计是按功能模块确定的单元电路设计。在该部分中，要详细拟定单元电路组成，性能指标及前后电路关系，明确采用的算法，理清思路。器件设计：是在单元电路的结构确定后，根据单元电路的功能，确定具体器件型号及计算相应的系数，计算量较大。主要分为①阻容原件的设计；②分立元件的选择；③模拟集成电路的相关计算。电路仿真测试：使用Proteus 软件仿真，争取实现各单元的具体功能。三、设计方法及步骤 1.系统框图 ⑴信号调理模块由于被测是温度，由设计要求，温度检测用热敏电阻。而热敏电阻将温度转化成电阻值的变化，故在系统中由信号调理电路作用是将温度的变化这样一个非电量转化成电信号，然后加以放大。以便后一温度显示检测对象信号调理水温检测加热、停止、状态显示加热、停止检测

温度的测量及控制全解

温度的测量及控制（一）温标温度是表征体系中物质内部大量分子、原子平均动能的一个宏观物理量。物体内部分子、原子平均动能的增加或减少，表现为物体温度的升高或降低。物质的物理化学特性，都与温度有密切的关系，温度是确定物体状态的一个基本参量，因此，温度的准确测量和控制在科学实验中十分重要。温度是一种特殊的物理量，两个物体的温度只能相等或不等。为了表示温度的的高低，相应的需要建立温标。那么，温标就是测量温度时必须遵循的规定，国际上先后制定了几种温标。 1．摄氏温标是以大气压下水的冰点（0℃）和沸点（100℃）为两个定点，定点间分为100等份，每一份为1℃。用外推法或内插法求得其它温度t。 2．1848年开尔文（Kelvin）提出热力学温标，通常也叫做绝对温标，以开（K）表示，它是建立在卡诺循环基础上的。设理想的热机在和（＞）二温度之间工作，工作物质在吸热，在温度放热，经一可逆循环对外做功热机效率卡诺循环中和仅与热量和有关，与工作物质无关，在任何工作范围内均具有线性关系，是理想的科学的温标。若规定一个固定温度，则另一个温度可由式求得。理想气体在定容下的压力（或定压下的体积）与热力学温度呈严格的线性函数关系。因此，国际上选定气体温度计，用它来实现热力学温标。氦、氢、氮等气体在温度较高、压强不太大的条件下，其行为接近理想气体。所以，这种气体温度计的读数可以校正成为热力学温标。热力学温标，规定“热力学温度单位开尔文（K）是水三相点热力学温度的1/273.15”。热力学温标与摄氏温度分度值相同，只是差一个常数 T＝273.15 + t

由于气体温度计的装置复杂，使用不方便，为了统一国际间的温度量值，1927年拟定了“国际温标”，建立了若干可靠而又能高度重现的固定点。随着科学技术的发展，又经多次修订，现在采用的是1990国际温标（ITS－90），其定义的温度固定点、标准温度计和计算的内插公式请参阅中国计量出版社出版的《1990年国际温标宣贯手册》和《1990国际温标补充资料》。（二）水银温度计水银温度计是实验室常用的温度计。它的优点是：水银容易提纯、导热率大、比热小、膨胀系数较均匀、不易附着在玻璃壁上、不透明、便于读数等。水银温度计适用范围为238.15K～633.15K（水银的熔点为234.45K，沸点为 629.85K），如果用石英玻璃作管壁，充入氮气或氩气，最高使用温度可达到1073.15K。如果水银中掺入8.5％的铊（Tl）则可以测量到213.2K的低温。 1．水银温度计的读数误差来源（1）水银膨胀不均匀。此项较小，一般情况下可忽略不计。（2）玻璃球体积的改变。一支精细的温度计，每隔一段时间要作定点校正，以作为温度计本身的误差。（3）压力效应。通常温度计读数指外界压力为105Pa而言的，故当压力改变时，应对压力产生的影响进行校正。对于直径为 5～7 mm的水银球，压力系数的数量级约为0.l℃/105 Pa。（4）露丝误差。水银温度计有“全浸”与“非全浸”两种。“全浸”指测量温度时，只有温度计全部水银柱浸在介质内时，所示温度才正确。“非全浸”指温度计的水银球及部分毛细管浸在加热介质中。如果一支温度计原来全浸没标定刻度而在使用时未完全浸没的话，则由于器外温度与被测体温度的不同，必然会引起误差。（5）其它误差。如延迟误差，由于温度计水银球与被测介质达到热平衡时需要一定的时间，因此在快速测量时，时间太短容易引起误差。此外还有辐射误差，以及刻度不均匀、水银附着及毛细现象等引起的误差。 2．水银温度计校正（1）读数校正其一，以纯物质的熔点或沸点作为标准进行校正。其二，以标准水银温度计为标准，与待校正的温度计同时测定某一体系的温度，将对应值一一记录，作出校正曲线。使用时利用校正曲线对温度计进行校正。

温度检测及控制电路

课程设计课程名称测控电路课程设计_____ 题目名称温度检测及控制电路_ 学生学院信息工程学院_______ 专业班级学号学生姓名指导教师 2014年1 月1日

广东工业大学课程设计任务书题目名称温度检测及控制电路学院信息工程学院专业班级测控技术与仪器专业光机电一体化方向11（1-2）姓名关汉记学号3111002392 一、课程设计的内容 1、设计内容（1）详细分析集成运算放大器构成的差动放大器工作原理及调零过程；（2）把测量得到的数据输入Matlab，用Matlab画出测温放大电路温度－电压关系曲线及比较器电压传输特性曲线；（3）详细分析电路中滞回比较器的电压传输特性对温控电路的作用和影响；（4）计算差动放大电路的电压放大倍数，计算所实现电路的滞回门限宽度；（5）详细分析测温电桥的工作原理；（6）分析如何设定温度控制点。 2、电路仿真根据温度检测及控制电路工作原理，选用相应软件实现电路的仿真，并画出电路各点的信号波形，观察电桥输出、差动放大器输出及比较器输出信号随温度的变化趋势。 3、使用Protel绘制电路原理图，布局PCB板，使用热转印或者曝光方法制作电路板，根据系统原理图及所选择的元件及参数，购买相应元器件，完成电路焊接、调试。二、课程设计的要求与数据 1、完成温度检测及控制电路的设计与制作； 2、讨论与分析，制作与调试，演示与答辩，提交设计报告。

三、课程设计应完成的工作 1、电路原理图设计； 2、电路工作原理分析； 3、电路参数计算与分析； 4、电路原理仿真； 5、电路制作、调试； 6、撰写设计报告； 7、实物演示与答辩。四、课程设计进程安排序号课程设计各阶段内容地点起止日期 1 布置设计安排；讲授设计内容；说明设计要求待定13．12．23 上午 2 方案设计、分析与比较实验楼 1-412 13．12．23 下午 3 确定方案和电路参数，理论计算、分析与仿真实验楼 1-412 13．12．24 4 绘制电路原理图；电路制作、调试；实验楼 1-412 13．12．25 5 撰写设计报告；实验楼 1-412 13．12．26 6 实物演示、答辩、成绩评定实验楼 1-412 13．12．27 五、应收集的资料及主要参考文献 1.张国雄等编。测控电路，机械工业出版社，2001.8. 2.赵负图主编，现代传感器集成电路，人民邮电出版社，2000.1. 3.刘征宇主编，线性放大器应用手册，福建科学技术出版社，2005.1. 4.蔡锦福等编，运算放大器原理与应用，科学出版社，200 5.7. 5.自编，测控电路设计型实验任务书. 发出任务书日期：2013年12月20日指导教师签名：计划完成日期： 2013年12月20日系主任签名：主管院长签名：

BOOST电路pid和fuzzy闭环控制仿真

精心整理1.设计要求 (1)输入电压范围为50-98V，输出电压为100V,额定负载下输入电流20A (2)纹波(峰峰值)不超过1% (3)在75V输入条件下效率大于96% 2.boost电路拓扑和各参数值电感参数计算：选定输入电压为75V来计算各参数，此时稳态占空比为0.25，输出电压为100V,开关频率为100KHZ 为保持输出电流连续，设电容电流增量为I oc丄应有［ocjomax，其中代入可求得电感值为"兽。遍。.75—3.52闭。在仿真中’为了保证电感电流续流，我们取L =20阳。电容参数计算：电容的选择主要是考虑纹波小于1%即1V，根据boost电路的纹波计算公式: 可以推出在仿真中，为了确保输出电压纹波小于设定值，C取500阳。 3.PID控制器的boost电路仿真用PID控制器控制的闭环boost电路的原理图如图3.1所示

闭环boost 电路原理图经过小信号建模可得开环传递函数为代入数据可得在matlab 中输入下面的程序作出 bode 图3.2 . num 二[-4.74e-4133.34]; den 二[1.78e-83.56e-61]; marg in(nu m,de n); — I 图3.2开环系统bode 图由图可知，系统的幅值裕度为GMo=T2.5dB ，相位裕度为％=-17.4°，剪切频率为 4 豹 co = 8?9 X 10 rad / s 。 F 面进行超前PD 校正，使前向通道传递函数满足Y >45 : 超前PD 校正装置传递函数是超前PD 校正装置增加的相角为则有设定超前PD 校正后的剪切频率为1/5的开关频率， bode %rK5 KLC Unamzhl -1=0— Vo ReldKTj al OpefBlc Saturation FID Cort —RD{S) ? R 护迫函 ffl 图3.1 PID 控制的 hosfe ^ -- —nyytp-* X &erte ￡ RLC

温度测量与控制课程设计

电子技术课程设计题目名称：温度测量与控制器班级：学号：姓名：指导教师：日期：

一、设计题目温度测量与控制器二、设计任务与要求温度是表征物体冷热程度的物理量，在工农业生产或科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制、调节该系统的温度。下面设计并制作对某一系统的温度进行测量与控制的电路。电路要求为： ① 被测温度和控制温度均可数字显示。 ② 测量温度范围为C 0?~C 120?，精度为C 0.5±? 。 ③ 控制温度连续可调，精度为C 1±?。 ④ 温度超过额定值时，产生声、光报警信号。三、题目分析和内容摘要题目分析：温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识，同时综合温度传感器的相关应用，实现温度测量与控制电路的设计。内容摘要：本次设计以数字电子技术的基础知识为主：用电压比较器来实现温度控制装置，采用555构成的多谐振荡器来实现声光报警装置，用内置译码器的四输入数码管译码显示温度，A/D 转换应用集成芯片完成。同时运用到模拟电子技术中的滤波放大电路的相关知识：在A/D 转换前置低通滤波器，来滤除干扰信号，应用放大电路来实现信号幅度与元器件工作范围的匹配。综合传感器知识，设计决定采用热敏电阻构成的桥式电路来实现温度的测量与转换。

四、整体构思和方案选择方案选择：方案一：由555定时器组成多谐振荡电路，时钟电路产生100ms频率时钟，现在就变成了每100ms计数器内所计的数再经分频来作为温度。每100ms 到来时，对锁存器电路锁存，锁存以后才能对计数器进行清零。方案二：系统框图如图1所示，温度传感器测量温度，转换成电压信号后经过滤波消除干扰信号，放大电路将所测信号幅度与后续电路的工作范围做一匹配，所得有用信号经过A/D转换专职转换成数字信号。此数字信号有三条路径：一、进入超限报警装置与所设定的温度范围进行比较，若超限则发出声光报警；二、经过码制转换后进入数码管显示当前所测温度；三、进入数字比较器与输入的控制温度进行比较，产生温度控制机构的工作信号，同时显示输入的控制温度。此系统可以对被测体的温度进行实时跟踪测量，并进行有效控制，总体上实现了温度的测量与控制。图1 方案三：系统框图如图2所示，温度传感器用来测量被测体的实时温度并转换成电压信号，该电压信号经过滤波放大电路，成为有用信号分两路进入后续电路：一路进入A/D转换电路将其转换成数字信号显示；电压信号的另一路进入电压比较器，与输入控制温度电压信号进行比较，比较结果信号将驱动温度控制装置工作，对被测体的温度进行实时控制，电压比较器的比较结果将决定是否发出声光报警。此方案是将测量温度与输入控制温度转换成电压信号进行比较，从

51系列单片机闭环温度控制实验报告

成绩：综合实验报告题目：51系列单片机闭环温度控制班级：小组成员：指导教师：完成时间：2015年11月

一、实验名称： 51系列单片机闭环温度控制实验 ——基于Protuse仿真实验平台实现基本情况： 1.实验项目组长： 2. 小组成员： 3.具体分工：负责程序编写，主要负责查询资料与实验报告撰写。 4.实验要求： ①设计硬件电路：温度检测：采用热电偶或热电阻温度给定：采用电位器进行模拟电压给定，0——5V AD转采用12位转换显示采用8位LED，或者LCD1602显示键盘4X4，PID等参数通过键盘设置。 ②软件控制算法：数字PID，参数在线修改。显示窗口：显示温度的设置值SV、温度的实际值PV。实际温度值，温度峰值、峰值时间等通过串口上传到上位机(选做)

二、实验内容 1、系统基本原理(实验原理介绍) 根据实验要求，温度闭环控制，即对加温速度、超调量、调节时间级误差参数，选择PID控制参数级算法，实现对温度的自动控制。闭环温度控制系统原理图如下： 2、PID算法的数字实现本次试验通过8031通过OVEN 是模拟加热的装置，加一定的电压便开始不停的升温，直到电压要消失则开始降温。仿真时，U形加热器为红色时表示正在加热，发红时将直流电压放过来接，就会制冷，变绿。T端输出的是电压，温度越高，电压就越高。 8031对温度的控制是通过可控硅调控实现的。可控硅通过时间可以通过可控硅控制板上控制脉冲控制。该触发脉冲想8031用软件在P1.3引脚上产生，受过零同步脉冲后经光偶管和驱动器输送到可控硅的控制级上。偏差控制原理是要求对所需温度求出偏差值，然后对偏差值处理而获得控制信号去调节加热装置的温度。 PID控制方程式：式中e是指测量值与给定值之间的偏差 TD 微分时间 T 积分时间 KP 调节器的放大系数

第4节科学测量教案温度的测量

课题：第1章第4节科学测量第1课时长度的测量教学目标： 1．知识技能目标 (1)知道测量的意义。知道长度和体积的单位及其常用单位。 (2)熟悉刻度尺上的刻度和测量范围。 (3)学会正确使用刻度尺，学会记录长度测量的结果，学会选择不同的测量仪器或方法去测量各种物体的长度。 2．科学探究目标：初步了解科学探究过程 3．情感价值观目标：培养学生实事求是的科学态度，激发学生学习科学的兴趣教学重点：正确使用刻度尺教学难点：如何激发学生的学习兴趣，自主学习教学准备：直尺，三角板，皮尺，卷尺，游标卡尺，螺旋测微器，细线等教学过程设计：一.测量的意义 1．通过关于测量的小故事引出测量是一个将待测量与同类标准量比较的过程，并举实例让学生直觉的判断长短，大小和远近，感受一下测量是一个比较的过程。 2．引导学生说出各种长度测量方法，如用伸开的双手去量，用脚步去量，让学生知道测量长度也是一个比较的过程，使学生对长度的测量有一个初步的概念 3．提出思考问题：我们的感官对长度的判断可靠吗？分析教材中的插图，说明感官知觉判断往往会产生偏差。要准确的测量长度，必须借助长度测量工具，还要规定长度“公认的标准量”，即长度单位。二.长度的单位 1．请同学们目测自己科学课本和课桌的长度，宽度，把目测的数据记录在本子上，择要板书。分析学生所测数据，指出其中的缺漏，选出有代表性的进行讲评：如有的学生只写出数而没写单位，单位使用混杂等等。强调指出，测量结果只写出数字没有单位是无意义的。 2．介绍长度的常用单位，及其换算关系。微米，纳米等单位可以适当介绍，以激发学生兴趣。 3．举出一些物体长度的实例，让学生进一步体会长度的单位 4．介绍“北京-杭州”的空间距离，“不同物体的空间尺度”等内容，让学生对各种物体的空间尺度有一个较为整体的理解，有一个可比性。三. 正确使用刻度尺 1．熟悉刻度尺：介绍零刻度线，测量范围，最小刻度值让学生观察铅笔盒中的直尺，三角尺等，找出零刻度线，测量范围，最小刻度值 2．练习使用刻度尺：