數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作任務(wù)書

1、數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作任務(wù)書任務(wù)單數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作班 級電子電氣121姓 名 鄒億彬一、項目描述醫(yī)療器械設(shè)計公司承接某電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)任務(wù)：針對傳感技術(shù)初學者設(shè)計一款數(shù)字顯示溫度計通過數(shù)字溫度計的設(shè)計和制作過程，了解溫度傳感器的感溫原理，溫度測量系統(tǒng)的組成以及溫度檢測電路的工作原理，同時設(shè)計涉及到其他外圍電路的應(yīng)用，可進一步鞏固電路分析等基礎(chǔ)課程知識。按溫度檢測系統(tǒng)的開發(fā)流程，設(shè)計相應(yīng)的硬件電路，完成該電子產(chǎn)品的安裝、系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)產(chǎn)品功能，并滿足相應(yīng)的技術(shù)指標，正確填寫設(shè)計方案、測試報告等相關(guān)技術(shù)文件。 二、項目工作要求（一）設(shè)計要求基本部分：（必做）1、合理選用溫度傳感器，組成溫度檢

2、測電路2、設(shè)計基于普通二極管溫度傳感器信號轉(zhuǎn)換與放大電路3、溫度傳感器電路與自制數(shù)字電壓表組成數(shù)字溫度計拓展部分：（選做）采用不同類型溫度傳感器進行設(shè)計（如熱敏電阻、熱電偶等）（二）設(shè)計與制作任務(wù)1、數(shù)字溫度計檢測系統(tǒng)設(shè)計：項目分析、設(shè)計方案制定、原理圖設(shè)計、pcb設(shè)計、（程序設(shè)計）2、數(shù)字溫度計檢測系統(tǒng)制作：pcb制作、元器件篩選與成型、焊裝3、數(shù)字溫度計檢測系統(tǒng)調(diào)試：測試方案制定、儀表選用、產(chǎn)品調(diào)試、調(diào)試報告。4、數(shù)字溫度計檢測作品展示與評價：數(shù)字溫度計成品、項目完成情況匯報的ppt、評價表三、項目訓練目標通過數(shù)字溫度計檢測系統(tǒng)設(shè)計與制作項目的學習，掌握傳感器溫度檢測電路設(shè)計、裝配、調(diào)試和

3、檢修的方法：1、通過查閱資料，能分析數(shù)字溫度計檢測系統(tǒng)的功能與技術(shù)要求，確定數(shù)字溫度計檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；2、能根據(jù)要求進行元器件合理選用；3、能根據(jù)時間要求和小組人員實際情況，合理分配工作任務(wù)，制訂實施計劃；4、能合理制定設(shè)計方案和調(diào)試程序結(jié)構(gòu)；5、會合理設(shè)計傳感器檢測、顯示及調(diào)整電路；6、能根據(jù)電路原理圖完成印制電路板（pcb）圖的設(shè)計，并按pcb制作工藝流程完成pcb的制作；7、能進行數(shù)字溫度計的調(diào)試；8、掌握本項目安全操作的相關(guān)知識和要求，養(yǎng)成文明生產(chǎn)的習慣，提高環(huán)保意識；9、能整理設(shè)計文檔，編寫電子秤測量系統(tǒng)使用說明書；10、項目組制作項目完成情況匯報的ppt，由一名學生代表項目組進

4、行匯報四、任務(wù)時間分配任 務(wù)時 間數(shù)字溫度計測溫系統(tǒng)項目描述 項目資訊 原理圖設(shè)計 決策計劃 過程實施 pcb制作 元器件篩選與成型和焊裝 測試方案制定、產(chǎn)品調(diào)試 調(diào)試報告 作品展示與評價 五、任務(wù)實施說明1、本項目以真實產(chǎn)品為載體，按照項目驅(qū)動教學方式現(xiàn)場教學；2、學生按35人為一個學習小組；3、以小組為單位在老師指導下共同完成工作任務(wù)；4、參考資料以網(wǎng)上查找為主；5、注意保存過程資料，及時整理成檔，按時上交作品，即：聲光控控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試報告、聲光控開關(guān)成品、ppt匯報材料及作業(yè)。數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作引導文任務(wù)名稱：數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作學習小組：姓名：鄒億彬日期：【一、明確任務(wù)目的】

5、1、項目任務(wù)：通過溫度傳感器的學習，要求學生能夠做到：（1）會分析溫度傳感器測溫原理。（2）會分析和設(shè)計溫度測量電路。（3）能分析設(shè)計溫度數(shù)模轉(zhuǎn)換和譯碼顯示電路。（4）能根據(jù)電子溫度計要求精度設(shè)計溫度測量電路元件參數(shù)。（5）能根據(jù)設(shè)計電路制作pcb板和進行焊接。（6）具有環(huán)境保護意識；具有良好的職業(yè)道德，做到安全文明生產(chǎn)。（7）能夠進行獨立學習、團隊協(xié)作，具備自信心、社會責任心。2、已具備資料（1）任務(wù)書：數(shù)字溫度計設(shè)計與制作任務(wù)書（2）萬能制作板（3）教材、學習資料、ppt課件（4）引導文、項目評價表、項目操作規(guī)范考核要求與評價標準（5）電工安全操作技術(shù)標準規(guī)范【二、項目資訊】1、 數(shù)字溫度

6、計的結(jié)構(gòu)組成，并畫出文字和溫度測量系統(tǒng)框圖。 答：系統(tǒng)由溫度傳感器，測溫電路，放大電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，4位溫度數(shù)據(jù)顯示電路以及外圍電源、電阻、電容組成。模擬采樣轉(zhuǎn)換為電信號顯 示 系 統(tǒng) 譯碼電路 轉(zhuǎn)換編碼 信號放大2、分析數(shù)字溫度計測溫系統(tǒng)各部分的功能。 答：溫度傳感器將外界的溫度轉(zhuǎn)化成電信號，放大電路將傳來的信號進行放大，然后編碼電路將模擬電信號進行編碼，譯碼電路將編碼信號翻譯出來送給顯示電路，顯示電路顯示溫度。3、溫度傳感器的分類和選用，工作原理的分析。答：溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(rtd)和ic溫度傳感器。ic溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型

7、。熱電偶應(yīng)用很廣泛，因為它們非常堅固而且不太貴。熱電偶有多種類型，它們覆蓋非常寬的溫度范圍，從?c200到2000。它們的特點是：低靈敏度、低穩(wěn)定性、中等精度、響應(yīng)速度慢、高溫下容易老化和有漂移，以及非線性。另外，熱電偶需要外部參考端。rtd精度極高且具有中等線性度。它們特別穩(wěn)定，并有許多種配置。但它們的最高工作溫度只能達到400左右。它們也有很大的tc，且價格昂貴(是熱電偶的410倍)，并且需要一個外部參考源。模擬輸出ic溫度傳感器具有很高的線性度 (如果配合一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器或adc可產(chǎn)生數(shù)字輸出)、低成本、高精度(大約1%)、小尺寸和高分辨率。它們的不足之處在于溫度范圍有限(?c55150)

8、，并且需要一個外部參考源。數(shù)字輸出ic溫度傳感器帶有一個內(nèi)置參考源，它們的響應(yīng)速度也相當慢(100 ms數(shù)量級)。雖然它們固有地會自身發(fā)熱，但可以采用自動關(guān)閉和單次轉(zhuǎn)換模式使其在需要測量之前將ic設(shè)置為低功耗狀態(tài)，從而將自身發(fā)熱降到最低。與熱敏電阻、rtd和熱電偶傳感器相比，ic溫度傳感器具有很高的線性，低系統(tǒng)成本，集成復(fù)雜的功能，能夠提供一個數(shù)字輸出，并能夠在一個相當有用的范圍內(nèi)進行溫度測量。4、數(shù)模轉(zhuǎn)換元件及譯碼顯示器件的選型，分析其主要工作原理。答： mc14433是單片cmos3 位雙積分型a/d轉(zhuǎn)換器，該a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度高，達0051字；轉(zhuǎn)換速率為225次/秒；輸入阻抗大于100

9、0m；外圍元件少，電路結(jié)構(gòu)簡單；量程為1.999v和199.9mv兩擋；輸出8421bcd代碼，經(jīng)譯碼后實現(xiàn)led動態(tài)掃描顯示。mc14433的第2腳為外接基準電壓vref輸入端；第3腳為被測電壓vin輸入端；第1腳為模擬地，此端為高阻輸入端，是被測電壓和基準電壓的地；第15腳為過量程輸出標志端or，平時or為高電平，當|vin|vref即超過量程時，or為低電平。被測電壓vin與基準電壓vref成下列比例關(guān)系(當小數(shù)點定位于4個led數(shù)碼管的十位數(shù)時)5、設(shè)計并分析傳感器測溫電路？答：傳感器將外界溫度采樣，變成電信號，在由放大電路將微弱的電信號放大。然后送給數(shù)模轉(zhuǎn)換進行轉(zhuǎn)換。6、設(shè)計測溫顯示

10、用數(shù)字電壓表的主要電路組成，畫出組成方框圖？ 答：系統(tǒng)由溫度傳感器，測溫電路，放大電路，電壓表電路，4位溫度數(shù)據(jù)顯示電路以及外圍電源、電阻、電容組成。模擬采樣轉(zhuǎn)換為電信號 電壓表顯示 信號放大7、預(yù)設(shè)計數(shù)字溫度計的測量參數(shù)，如測量精度、溫度測量范圍等。 答：在a/d轉(zhuǎn)換電路這部分電路里面，主要就是用mc14433集成a/d轉(zhuǎn)換器，。如圖4中r1、r1/c1、c01、c02、clki、clko分別為構(gòu)成積分器、自動調(diào)零補償電路及改變電路時鐘頻率電路。這里用的是常用的參數(shù)，時鐘頻率是66khz，ui,uag則為輸入信號的兩極，ur為參照電壓，即a/d轉(zhuǎn)換最大電壓，能過對uag與ur的調(diào)節(jié)，可以將傳

11、感器輸出的電壓信號正確地從零開始線性增加，這也是本電路設(shè)計的核心部分，通過這個設(shè)置，還可以擴大數(shù)字溫度計的適用范圍，對顯示部分電路稍作修改就可以對開爾文溫度直接顯示，只是精度有改變了。d1 穩(wěn)壓管是為確保輸入的電壓不超過a/d轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換范圍。另外，芯片工作采用的是雙電壓工作的。8、主選溫度傳感器測溫采用什么原理？答：通過電阻值的變化來傳遞電信號的。9、主選溫度傳感器精度精確到多少？答：50度到一百度左右。10、怎樣進行冰點0和沸點100校準？答：將傳感器放入0的冰水里和100的開水里進行測試。11、電路連接完成后，譯碼顯示數(shù)值應(yīng)為多少？答：應(yīng)該是0.12、溫度的正負值怎樣進行顯示？答：將第一個數(shù)碼管作為正負的標志。13、小數(shù)點怎樣進行顯示？答：直接連接電源或者地。14、數(shù)碼管顯示亮度怎樣進行控制？答：對七段數(shù)碼管的電阻進行調(diào)節(jié)和選用?！救?、項目計劃、決策】1、制定數(shù)字溫度計設(shè)計與制作的方案，制定項目計劃單。2、設(shè)計溫度測量電路。3、設(shè)計溫度數(shù)模顯示電路。4、設(shè)計譯碼顯示電路?！舅?、項目實施】1、在電腦上畫出數(shù)字溫度計電路。2、在電腦上畫出數(shù)字溫度計的元件布置圖。3、在電腦上畫出數(shù)字溫度計的安裝接線圖?！疚濉z查評估】1、自我評價個人