北工大电子工程设计第一阶段电源+变送器+驱动.doc

电子工程设计报告 题目:稳压电源与变送器电路设计 专业：电子科学与技术 班级：120232 小组：第6组 组员：王子琦 张靖维 学号12023224 完成日期：2013.05.20 中文摘要 电子工程设计课程以小型电子系统的设计为载体，使学生了解产品研发一般过程、掌握产品设计的基本方法、积累初步的实际工作经验，为从工科大学生向工程师的角色转换做好准备。本实验的目的制作一个小型温度测控系统。设计任务：非电量到电量信号转换，信号处理，数据采集，数据处理，人机交互，数据通信过程控制。设计要求：温度测控范围：0℃~100℃，控制精度：±2℃。 本实验报告为设计实验的第一部分，即电源，驱动器和变送器模块，电源部分：为其他模块供电。由变压器、整流器和稳压器三大部分组成。完成将使电交流电压变为所需要的低压交流电，交流电变为直流电，不稳定的直流电压经滤波后，变为稳定的直流电压输出。输出+12，-12，+5V直流电压（包括整流桥，电容滤波，78系列芯片稳压）。变送器部分：将输入273-373电流通过集成运放op07转化为输出0-5V电压信号（对应于0-100 ）。经不断调试及排障，使电路基本达到了设计指标要求，误差在允许范围内。  目录 课题设计…………………………………1 需求分析………………………………………………1 设计框架及原理分析…………………………………2 制作基本要求及注意事项……………………………9 常见故障分析…………………………………………9 数据与误差分析………………………………………10 文献 ……………………………………………11 八、实验总结 ……………………………………………11一、课题设计 1.1设计参考方案 设计并制作一个小型温控系统 系统的原理框图为： 二、需求分析 本阶段要求设计电源电路，信号处理电路，功率放大电路等模块。相关模块设计要求如下： 2.2.1电源模块 交流输入：~9V、~14V×2 直流输出：+5V/1A、±12V/0.5A 安装：独立电路板结构 2.2.2信号处理模块 测量温度：0℃ ~ 100℃ 输出电压：0V ~ 5V 测量误差：满刻度1%（0.05V或1℃ ） 负载阻抗：30KΩ 限制条件：0.7V ≤输出电压≤5.7V 安装：独立电路板结构 2.2.3功率放大模块 控制半导体制冷片的驱动电路实际上是一个电压增益为1的功率放大器，要求如下： 输入电压：-10V ~ +10V 输出电压：-10V ~ +10V 电流输出能力：3A 输入阻抗：1kΩ 负载阻抗：3.5Ω 负载驱动形式：共地 安装：独立电路板结构 2.2.4参考元器件 开关型稳压降压器LM2576T、稳压集成电路L7812、稳压集成电路L7912、桥式整流器DF06、运放OP07、三极管S9012、三极管S9013,功率三极管MJE2955T、功率三极管MJE3055T、其他电容、电阻、二极管等。 三、设计框架及原理分析 3.1 设计原理说明 小型温度控制系统包含电源模块、测温系统、变送器、模数转换器 、单片机、数模转换器、驱动器、控温系统。各系统在单片机的控制下共同完成对温度控制。本次实验要完成变送器、驱动器、电源模块。 3.2电源模块 3.2.1：设计：见下图： 3.3变送器模块 3.3.1方案选择 测量温度这种非电物理量，需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上，这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。温度变送器是一个具有较高精度和稳定度的直流放大器，变送器的线性化电路采用反馈方式。 3.3.2原理分析 AD592特性： 实验室为我们提供的是传感器AD592，其主要特征为： 供电：+4V~+30V 温度系数：1μA/K 0℃输出： 273.2μA 工作温度：-25℃~+105℃ 非线性误差： 0.1~0.5℃ 重复误差：±0.1℃ 时飘：±0.1℃/月 AD592输出量为随温度变化的电流，抗干扰能力强，信号调理电路容易实现。 AD592特性曲线如右图所示，当T = 0℃时，i1=273uA；T = 100℃时，i2=373uA，i2-i1=100uA。 电压转换电路特性 由于需将AD592的输出与电压相对应，故应将电流转换为电压，图为电压转换电路及输出电压特性曲线，从图中可知