1、 课程设计报告 学生姓名： 学 号： 专业班级： 课程名称： 传感器原理及应用 学年学期： 2 0 132 0 14 学年第 1 学期 指导教师： 2 0 1 3 年 1 2 月 目录目录 1 引言引言-3 2 设计目的设计目的-3 3 设计电路原理图设计电路原理图-3 4 电路工作原理电路工作原理-4 5 单元电路的设计单元电路的设计及元器件的选择及元器件的选择-4 6 仿真电路图仿真电路图-11 7 制作及调试过程制作及调试过程-12 8 收获及体会收获及体会-12 1 1 引言引言 温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他 的传感器。从17世纪初人们
2、开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发 了半导体热电偶传感器、PN 结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互 作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种， 现代的温度传感器外形非常得小， 这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为人们的生活提供了无数的便利和功能。 温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和 IC 温度传感 器。IC 温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。这次课设中使用了热敏电阻作为敏感 元件，即热敏电阻温度传感器。 2 2 设计目的
3、设计目的 （1）通过课程设计进一步掌握所学的基本知识和基本理论，起到巩固深化、扩展及融会贯通的 作用。 （2）通过课程设计熟悉传感器的应用和设计的方法、内容、步骤及工艺，可训练查阅相关的科 技文献资料并进行处理和分析问题的某种技能，培养独立动手的能力和实验技能。 （3）通过对电路方案的分析论证、比较、设计和计算，掌握电路的分析方法和设计方法。 （4）掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会电路的制作和调试。 3 3 设计电路原理图设计电路原理图 4 4 电路工作原理电路工作原理 热敏电阻是根据周围环境温度变化而改变自身电阻的装置。 由于热敏电阻的电阻很容易测 得，所以通常用作温度传感器使用。他们
4、可以被加工的很小以便降低热容量以及减少响应时间。 相关的高温系数也可以达到，这就使得热敏电阻更适于高分辨率测量。热敏电阻的电阻和温度 之间的关系是高度非线性的。 电路主要有三部分组成，即有温度感应的差分比例放大电路、单限比较器和电路响应部分。 电路中差分比例放大电路主要由负温度系数热敏电阻（NTC）和 LM358运放组成，主要作用是将 外界温度变化转变成运放正负两极的电压差，然后经过反馈电路放大此电压。然后是单限比较 器，在此处比较正负极的大小，正极电压高，输出一个正电压，反之，则输出一个负电压。最 后是响应电路，当上级输出正电压时，电路工作，即发光二极管发光，蜂鸣器发出蜂鸣声，从 而达到警报作用；上级输出负电压时，电路不工作。 总的原理：在室温时，热敏电阻阻值较大，运放正负极电压差较小，电路不工作，当温度 升高时，热敏电阻阻值下降，负极分压变小，正负压差变大，经过反馈放大后，如果在单限电 压比较器处正极电压高，就会输出一个正电压，此时电路工作，即发光二极管发光，蜂鸣器发 出蜂鸣声，从而达到警报作用。 5 5 单元电路的设计及元器件的选择单元电路的设计及元器件的选择 5.1 5.1 差分比例放大电路差分比例放大电路 )uu(/u o21o14o RR 其中 o1 u、 o2 u分别是端点8和端点7处的电压值， A 为可变电阻， 代表热敏电阻，
