❶ 温度采集电路设计设计并制作一个温度测量与显示系统，基本原理：
温度传感器——LM45/35
放大器——OP07/NE5532/TL082
A/D转换器——ADC0809
ROM—— AT28C16
译码电路——CD451
显示电路——共阳数码管
要求：（ 1）被测温度范围 0∼99°C；
工作原理：
温度传感器——LM45/35产生温度的模拟信号电压
放大器——OP07/NE5532/TL082：将代表温度的模拟电压放大到适合于ADC转换的幅度。
A/D转换器——ADC0809：将放大后的电压进行转换，变成适合显示的数字信号，存入ROM中。
这个信号，可以直接显示，也可以由单片机进行处理后再进行显示。
译码电路——CD451：将ROM保存的或单片机送出的待显示的数据翻译成适合于7段显示数码管的电平信号，去驱动数码管实现对测量出来的温度进行显示。
❷ 模电课程设计 水温测量仪
第二章 水温测量仪的设计
2.1总体结构框图设计
制作水温测量仪，首先利用温度传感器获取被测量对象的温度，将温度转换为电压表示。然而上述表示的为绝对温度与电压的转换关系，因此还需将绝对温度与电压的关系转换为摄氏度与电压的关系，这样就完成电压与摄氏度之间的直接转换关系。之后将电压放大，即可直接用电压表读出被测对象的温度值。此外将放大后的电压接至一电压比较器，比较器输出端接报警设备，如指示灯。在设置比较电压（即比较温度）后，由比较器输出端的电压决定指示灯的状态，进而起到报警的作用。基本原理如图 2.1.1所示：
图 2.1.1基本原理图
2.2温度检测电路设计
图2.2.1 集成温度传感器AD590
2.2．1 AD590简介:
AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器，如图 2.2.1所示。这种器件在被测温度一定时，相当于一个恒流源。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。即使电源在5～15V之间变化，其电流只是在1μA以下作微小变化。其主要参数如表2.2.1所示：
工作电压 4～30V 反向电压 －20V
工作温度 －55～＋150℃ 焊接温度（10秒） 300℃
保存温度 －65～＋175℃ 灵敏度 1μA／K
正向电压 ＋44V
表 2.2.1 AD590参数表
2.2.2 AD590的应用
AD590输出阻抗达10MΩ，转换当量为1μA/K。温度—电压转换电路如图 2.2.2所示：
图 2.2.2 温度—电压转换电路
温度—电压转换分析：如图 2.2.2所示，当将AD590置于水中时，根据水温多少将提供恒流，方向如图所示。由于在Uo输出端接一电压跟随器从而增大输入阻抗，电流几乎全部流经电阻R。
由AD590转换当量可知：
U01= UR=1μA/K×R=R×10-6/K (2 .2. 1)
在实际应用中可取R=10KΩ，则:
U01=10mV/K (2.2.2)
这样可以实现温度—电压的转换，取的所需电压。
2．3 K—℃变换
2.3．1 K—℃变换减法电路
实现温度—电压转换后，不能直接测量，仍需将绝对温度转换为摄氏度，即实现K—℃变换。绝对温度（T）与摄氏度（t）之间的关系为：
T=t+273k （2.3.1）
由式 （2.2.2）与式 2.3.1可知要实现K—℃变换，必有：
Uo2=10mV/℃―2.73V (2.3.2)
该变换可用一个求和式加法器实现，如图1.3.1所示：
图 2.3.1 求和式加法器
求和式加法器分析：在理想运放的情况下，利用虚短与虚断。有如下关系：
-UR/R2+U01/R1=U02/Rf1 (2.3.2)
设R2=R1=Rf1（2.3.3）
解式（2.3.2与式（2.3.3 ）得：
(1.3.5)
U02= （U01-UR） (2.3.4)
2.3.2 电压的放大
放大器
设计一个反相比例放大器，使其输出u03满足100mV/℃。用数字电压表可实现温度显示。
图2.3.2
放大器的关系式：
U03/R4=U02/R3 ；
由R4/R3=10得
U03=10U02
2.4 比较器
2.4.1 电压比较器原理：
由电压比较器组成，如图3所示。UREF为报警时温度设定电压，Rf2用于改善比较器的迟滞特性，决定了系统的精度。
由上式可知温度与电压之间的关系：
U=0.1V/ ℃
将放大后的电压接直流电压表，即可直接读的温度值,如:将AD590放入20℃的水中，可读得电压表的值为2V。
图2.4.1(a)所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，加在运放的同相的输入端，输入电压ui加在反相的输入端。
(a) （b）
图 2.4.1 电压比较器原理原理图
图2.4.1 (b)所示为其传输特性。当Ui＜UR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ，即Uo＝UZ。当ui＞UR时，运放输出低电平，DZ正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD，即 Uo＝－UD。因此，以UR为界，当输入电压ui变化时，输出端反映出两种状态，高电位和低电位。
2.4.2 运算放大器比较器
以上介绍的是最简单的电压比较器原理。比较器是由运算放大器发展而来的，比较器电路可以看作是运算放大器的一种应用电路。图2.4.2 由运算放大器组成的差分放大器电路，输入电压Va经分压器R2、R3分压后接在同相端，Vb通过输入电阻R1接在反相端，RF为反馈电阻，若不考虑输入失调电压，则其输出电压Vout与Va、Vb及4个电阻的关系式为：
Vout=(1+RFR1 )( R3R2+R3 )Va- RFR1 Vb (2.4.1)
若R1=R2，R3=RF，则:
Vout= RFR1 (Va-Vb)， (2.4.2)
RF/R1为放大器的增益。当R1=R2=0(相当于R1、R2短 路)，R3=RF=∞(相当于R3、RF开路)时，Vout=∞。增益成为无穷大，其电路图就形成图 2.4.3 的样子，差分放大器处于开环状态，它就是比较器电路。实际上，运放处于开环状态时，其增益并非无穷大，而Vout输出是饱和电压，它小于正负电源电压，也不可能是无穷大。
因此为了实现报警功能，可在输出电压端接一个电压比较器，利用电压的大小关系起到报警作用。
2.4.3图
2.4.3 比较器实例
在本实例中采用图2.4.4比较器。其中电阻参数取：R3=R4=10KΩ，Rf2=1000KΩ，在图 2.4.4所示VCC3为报警时的温度设定电压。R3，R4用于稳定输入电压，决定了系统的精度。而 Rf2用于报警设备的输入电阻，用于控制输入电流的大小。
图2.4.4 水温测试仪电压比较器电路
2.5报警设备
LED发光二极管：
报警设备可用一个发光二极管来充当，发光二极管LED，它是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写。发光二极管发热量小，耗电少。
发光二极管有很多优势：
1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。
2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%
3. 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境
4. 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%
5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级
6. 对环境污染：无有害金属汞
报警分析：
当加与U2端的电压大于设定温度Uref时，U3有了正向输出，二极管LED导通，发光，报警完成。
水温测量仪运作过程总析
将上述器件加以组合得到图2.6.1所示：
水温测量过程及报警分析：将AD590放入水中，将会产生相应大小的电流，电流经过Ro，在Ro两端产生电压，进而由一个运放组成的电压跟随器输出。然而经过绝对温度与电压的转换后还需要变换为摄氏度与电压的关系。于是在电压跟随器后接一个求和加法器以达目的，即加上一个-2.73V的电压。可以利用稳压管和运放电路来提供所需要的-2.73V电压。
之后可将电压跟随器的输出电压与上式所求得的电压接至求和加法器的两端。在加法器（放大器）作用之后，我们获得电压与温度的直接关系。在U03端接一电压表，即可读的温度值。比如水的温度为12℃，则电压表的示数为1.2V。
完成了电压的读取，还需进行电压比较以达到报警的目的。在1.5节中已经讨论了比较器的原理。设计所要求的报警温度为50℃，即比较电压为5V。所以应该在比较器比较端VCC3接5V的恒压源。
当输出电压U03<5V时，U04<0。此时二极管截止。当输出电压>5V时，U04>0。此时二极管导通, LED发光。报警过程完成。在实际应用中，我们取VCC1=12V。
第三章 水温测量仪的仿真与制作
3.1 仿真软件简介
EWB是一种电子电路计算机仿真软件，它被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室，英文全称为Electronics Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technologies公司于1988年开发的，自发布以来，已经有35个国家、10种语言的人在使用。EWB以SPICE3F5为软件核心，增强了其在数字及模拟混合信号方面的仿真功能。SPICE3F5是SPICE的最新版本，SPICE自1972年使用以来，已经成为模拟集成电路设计的标准软件。EWB建立在SPICE基础上，它具有以下突出的特点：
（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；
（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。
（3）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。
（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。
（5）EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。
3.2 仿真电路的建立
我们用EWB建立电路模型，由于没有AD590，我们可以利用一个恒流源代替AD590提供电流，比拟温度的采样。被减电压2.73V我用了一个2.73V的电池来代替。电路模型如图3.1.1，图3.1.2所示：
3.3仿真效果分析
设置好电路以后，我们开始仿真。由于我们用了一个恒流源代替了AD590，即用电流源比作电压的获得。
1，取电流源电流值为200uA，即绝对温度200K，转换为摄氏度为-73℃。电压表读值为-7.3。可见与理论值相同，此时温度比50度小。比较器输出为负值。二极管不导通。图中二极管未发光（双箭头所示）。
2，取电流源电流值为333uA，即绝对温度333K，转换为摄氏度为60℃.电压表为6V。与理论相同，由于温度比50度大，电压U2>VCC3.比较器输出正值，由于理想运放的缘故。图中电压表读出值为19.8V是一个不确定正值。二极管在U3的作用下导通，发光（双箭头）.
由此可见理论值与实际值符合得很好。温度能够测得。
❸ 急求 恒温槽的性能测试 实验报告
一、实验目的和要求
1、了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握装配和调试技术。
2、学会分析恒温槽的性能。
3、掌握接触温度计的调节和使用。
二、实验内容和原理
本实验研究的是常用的控温装置—恒温水浴。它通过温度控制器控制加热器的工作状态从而实现恒温的目的。当恒温水浴热量散失导致其温度下降到设定值时，控制器使控制加热器工作，系统温度升高，当系统再次达到设定温度时，则自动停止加热。如此循环，可以使系统温度在一定范围内保持恒定。一般恒温槽都用水作为恒温介质，使用温度为20～50℃左右。若需要更高恒温温度（不超过90℃）时，可在水面上加少许白油以防止水的蒸发，90℃以上则可用甘油、白油或其他高沸点物质作为恒温介质。
恒温槽一般由浴槽、温度调节器、温度控制器、加热器、搅拌器和温度指示器等部件组成。
装配和使用恒温槽的时候，应注意各元件在恒温槽中的布局是否合理，注意各元件的灵敏度，注意感温、温度传递、控制器、加热器等的滞后现象。通常，灵敏度越高，恒温槽内温度波动越小，各区域温度越均匀。灵敏度是恒温槽恒温好坏的一个主要标志。为了提高恒温槽的灵敏度，在设计恒温槽时要注意以下几点：恒温槽介质的热容量要大些，传热效果要好些，尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速率，感温元件的热容尽可能小，感温元件与电加热器间距离要近一些，搅拌器效率要高，作调节温度用的加热器功率要恰当。
三、主要仪器和设备
仪器：玻璃缸1个；温度调节器（导电表）1支；精密电子温差测量仪1台；温度计1支；搅拌器1套；温度控制器（继电器）1台；加热器1只。
四、操作方法和实验步骤
（1）将蒸馏水灌入浴槽至容积的4/5处，然后将恒温槽所需元件按合理的排布组装成一套恒温槽，并接好所有的线路。
（2）打开搅拌器和加热器，使恒温槽内的水温度升高，等温度计显示温度为25℃左右时通过调节调节帽调节温度调节器的温度使之温度在23-25℃之间，固定好调节帽。当指示灯的显示呈红绿交替时即可开始下一步骤。
（3）用精密温差测量仪测量已达设定温度的恒温槽的温度波动值，测定点选择恒温槽的上、中、下、左、中、右六点。
（4）分别测定加热器在100V和200V电压下恒温槽的温度波动曲线，每隔30s读数一次，连续记录15min。
五、实验数据记录和处理
测温元件位置（50v电压测定所有数据） 上 下 左 中 右
温度/℃ 最高 0.110 0.015 0.010 0.027 0.011
最低 0.067 -0.025 -0.012 -0.024 -0.022
波动值/℃ 温差 0.043 0.040 0.022 0.051 0.033
平均值 0.038
100V加热功率数据：
-0.003 -0.019 0.012 0.007 -0.009 -0.025 0.011 -0.001 -0.018 0.009
0.007 -0.009 -0.024 0.014 0.001 -0.012 0.008 0.004 -0.006 -0.018
0.014 0.002 -0.015 0.002 0.013 -0.003 -0.019 0.015 0.004 -0.009
200V加热功率数据：
0.000 0.087 0.080 0.062 0.047 0.031 0.015 -0.001 0.095 0.084
0.067 0.043 0.030 0.012 0.001 0.084 0.079 0.061 0.045 0.034
0.018 0.001 0.088 0.086 0.070 0.056 0.038 0.020 0.003 0.094
表一：100V加热功率曲线
表二：200V加热功率曲线
六、实验结果与讨论
1、从温度波动曲线对比可以看出，当温度稳定后，使用小功率加热明显能够减小温度的波动程度，因为温度波动的数量级是小的，所需要的外部稳定热量也是小的，因此只要小功率加热即可满足，使用大功率加热反而更容易引起温度的波动。
2、使用温度调节器设定的温度往往比1/10℃温度计显示的温度低0.5～1℃。这与仪器的灵敏度以及信号在各个仪器间传输时的损耗有关，真实的温度要以1/10℃温度计显示的温度为准，温度调节器只是起到一个相对调节的作用，而不需要关心它的读数。
3、恒温时不能以接触温度计的刻度为依据，也不能以控温器的温度显示器为依据，必须以恒温槽中1/10℃温度计为准。
4、本实验中水的温度降低的速度比较慢，所以要谨慎操作，在水温达到25℃之前调节好控制器，如果不慎温度超过25℃的话可加入少量的冷水。
5、课后思考题
（1）如何提高恒温槽的灵敏度？
答：a 恒温介质流动性好，传热性能好，控制灵敏度高
b 加热器功率要适宜
c 搅拌器速度要足够大
d 继电器电磁吸引电键，后者发生机械作用的时间愈短，断电时线圈中的铁芯剩磁愈小，控制灵敏度就高。
e 电接点温度计热容小，对温度的变化敏感，则灵敏度高
f 环境温度与设定温度差值越小，控温效果越好
（2）从能量守恒的角度来讨论应如何选择加热器的功率大小？
答：应选择小功率加热。
（3）你认为可以用哪些测温元件来测量恒温槽温度波动？
答:1/10℃玻璃温度计，贝克曼温度计。