温度传感器设计报告机制 091 109011016 詹杭羽前言： 在机电一体化系统中 , 传感器处系统之首 , 其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验, 是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测, 系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。一、设计原理 ：常温下，开关二极管IN4148 的管压降为0.7V 左右，其值随温度的变化而变化，其关系曲线如下图所示：即温度每上升 1℃正向压降降低2mV，利用此关系即可对温度信号进行捕获，然后经运放进行放大即可在相关仪器上显示温度的变化情况。二、总电路图：三、设计分析：总电路可分为两部分，前置部分与后面的放大大电路。1、恒流源部分：经查资料得知，二极管的管压降与温度构成线性关系需其处于一个恒流状态下。如图所示：通过 R2与 R3的分压，运放输入端可获得约 0.3V 的电压，根据虚短原理， R1两端获得 4.7V 的电压，然后根据虚断原理，可得流过二极管的电流约为1mA，其值恒定不变，因而达到恒流的目的。另C1的作用是滤去前置电路中的交流成分，提高电路的稳定性。2. 放大部分：可变电阻用来调节输出电压的值，在设定的起始温度下（如0℃）调节可变电阻使运放两输入端电压相等，此时输出为零，对应于外接电压表的零刻度。考虑到恒流源中运放输出电阻的影响，R4 取值不宜过小，应设计要求，取放大倍数为50，即温度每升一度输出的值变化为 0.1V，故在 0～100℃输出电压对应的范围为0～10V。V1为模拟电压源，模拟二极管的压降变化。为增加电路的稳定性，加入 C2滤波。四、仿真结果及分析：△T(温度变化量 )/ ℃△ V2( 模拟电压源变化量)/mV V0（输出电压） /V 0 0 0 1 2 0.100025 5 10 0.500127 10 20 1 15 30 1.5 20 40 2.001 25 50 2.501 30 60 3.001 35 70 3.501 40 80 4.001 45 90 4.501 50 100 5.001 · · ·· · ·· · ·从表中数据可看出，输出电压与模拟电压变化量近似线性关系。仿真还只是理论上的结果，具体数据还应根据实际电路的结果进行修正。
