数字温度计(本站配套竞赛试题及电路原理图等全套资料下载。) 1、产品功能 环境温度与我们生活息息相关,温度高了会感觉热,温度低了会感觉冷,那么我们怎样知道环境中的温度究竟是多少摄氏度呢?这里给大家介绍一个数字测温电路,电路通电后LED显示实时温度测量值,温度计的温度测量范围为0~99.9℃。该电路不仅可以显示实时测量温度值,还可以通过按键选择温度计的报警值,当温度高于某个设定温度时(40℃/50℃/60℃),温度计告警指示灯点亮。 2、电路组成及原理分析 数字温度计主要由:温度检测电路、信号放大电路、V/F变换电路、频率测量电路、超温告警电路和电源电路所组成。 3、竞赛试题简介 电子产品装配 30分 参数测试 25分 电子产品功能测试 30分 电路设计软件Portel DXP 2004应用部分 15分
装好成品如下图所示:
本产品为2010年某市第三届电子技能大赛电子产品装配与调试项目竞赛套件,专家命题,竞赛真题。购买套件后即可联系店家发送相关试题资料。
国家及各省市地区每年都在举行职业院校职业技能大赛,中等职业学校电子电工类比赛“电子产品装配与调试”项目竞争异常激烈。 套件元件全部选用优质元件,电路板采用优质双面环氧板,品质卓越,质量保证。可供各地区或学校的竞赛使用,也可作为各地区或学校集训之用,也可用于职业院校技能训练或竞赛。
数字温度计主要由:温度检测电路、信号放大电路、V/F变换电路、频率测量电路、超温告警电路和电源电路所组成。 量外围器件组成的电压频率转换电路。这里V/F变换器的作用是把TP-A点的电压输出为对应的频率值,在显示计数这块,计数器最大计数量为999,TP-A点的温度信号为10mV/℃,满量程为99.9℃即999mV,电压每增加1mV,单位时间内计数器的值要增加1。V/F变换器的输出频率fo=((R6+RP2)/2.09*R2*R5*C13RP2)*Vin ,RP2为量程调节电位器,RP3为零点迁移电位器。 计数译码显示电路:V/F完成了A/D的转换,接下来就需要计数器的配合了,即在规定时间内对V/F转换器的输出脉冲进行计数,计数值表示了V/F转换器所输入的模拟电压大小。计数器选用CD4553,它是三位十进制温度检测电路:温度检测电路主要由并联式稳压器、电桥和差分放大器组成,由U4构成的并联式稳压电源,为电桥提供高精度4.096V的电压,电桥由R30/R31/R44和PT100组成,RP4用于电路调试,在电路调试过程中通过调节RP4来模拟PT100的温度变化,方便电路调试,电桥输出的差分电压V=4.096*(RPT100/(R30+ RPT100)-R44/(R31+R44)),该信号通过R10和R11送入由U7B组成的差分放大器进行前级放大。 信号放大电路:由U7A、PR6、R12、R13和R45组成的同相比例运算放大器,主要有2个作用,其一是用于将上一级的信号进行同相放大,其二是调整因元件参数偏差引起的测量误差。调节RP6可改变其放大倍数,RP6也可称为量程电位器,数字温度计设计最大测量温度为99.9℃,根据表1可查出当温度为100℃时,PT100的内阻为138.51欧姆,根据电桥失衡后的输出电压计数公式可知,当环境温度为100℃时,差分输出电压为70mV,为了显示和控制方便这里我将信号调理为标准的10mV/℃。调节RP6可改变放大器的放大倍数,当测量温度为100℃时,我们通过调整RP6使TP-A点的电压为1.000V,由于PT100铂热电阻是线性的,当测量温度为50℃时,TP-A点电压应该为0.500V。 V/F变换电路:V/F变换电路主要由U1和其少(BCD码输出)计数器,译码器选用CD4511,它设有锁存器、七段显示译码器和输出驱动电路,显示选用3只七段LED数码管。 门控电路:采用V/F转换器进行A/D转换,就应该对V/F转换器输出的频率在固定时间内进行计数,这里我们设置的固定时间是0.25秒。也就是说在0.25秒内CD4553计数器收到的脉冲个数,为了配合CD4553计数,固定时间计时由CD4060组成的计时电路来完成,CD4060它是一个14位的二进制计数器/分配器/振荡器,电路振荡部分采用32.768kHz的晶振作为信号发生,然后再经过14级分频后,得到一个2Hz占空比相等的脉冲信号。频率为2Hz周期为0.5秒,即高电平0.25秒低电平0.25秒。CD4553的DIS为计数允许控制端,高电平禁止计数,低电平允许计数;LE为锁存控制端,高电平时寄存器内容保持不变,低电平时计数值送入寄存器;MR为计数器复位端,高电平复位,复位仅对计数值进行复位,对寄存器值没有影响。根据这个控制逻辑我们将门控信号直接送入LE,然后经过倒相后送入DIS端,在LE端接入RC电路对计数器定时清零。当门控信号为高电平时,计数器允许计数,当门控电路变化为低电平时,计数器禁止计数,同时LE为低电平,计数值锁存到寄存器中;当门控信号再次由低电平转换为高电平时,门控信号上接入的RC电路对计数器进行清零。OVF为计数益处端,当计数器值超过最大计数值时,计数器益处进位,D1闪烁。 超温告警电路:超温告警电路由基准电压发生电路和电压比较器组成。基准电压发生电路由CD4017十进制计数器和其外围器件组成,计数器RST为复位端,高电平时对计数器进行复位,计数器的Q3与RST连接,当Q3输出为高电平时,计数器自动复位,由此可见,计数器只能在Q0-Q2间进行计数器。超温告警电路设置了3个温控点,分别为40、50和60℃对应的参考基准电压为400、500和600mV。 Q0输出为高电平时,D6/RP5/R37组成串联分压电路,调节RP5,使R37上的电压为400mV,Q1输出高电平时,调节RP7时R37上的电压为500mV,Q2为高电平时,调节RP8使R37上的电压为600mV。该电压通过由U8A组成的射极跟随器,送入由U8B组成的电压比较器,当TP-A点的电压大于参考电压时,比较器输出高电平,启动声光报警电路。
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