工业系统测量课程设计说明 1、设计任务 设计一个测量系统(或者加入控制部分,构成测控系统)并实现它,最后要对系统进 行校准。要求包括完整的设计,含传感器、信号调理电路、数字显示以及电源部分,如下 电源 现场 物理量 传感L可用信号调理 数字显示 电路 控制电路 根据自己的设计要求,可以设计任意你能力范围内可实现的测量系统。 设计任务包含设计意图、设计目标(量程、精度)等,如 设计项目 测量范围 精度 备注 难度 电子体温计 0~50℃ 0.1℃ 易100 恒温热水器 0~70℃ 包含驱动部分 中1.50 电子握力计 0~200k kg 中1.25 电子称 中1.25 电子频率计 0~2000Hz 1Hz 中1.25 电子测速仪 0~2000r/min im线数为6或6中150 说明:难易程度与设计成绩有关。 2、测量系统各部分详细说明 设计最好选用课程中使用的元件及设备,这样实验室可以提供。否则,请自行购买。 (1)传感器:如果需要其他传感器,请到电子大楼(乘坐“教育专线”到“草场坡『体 育场」”下车即到)或者电子市场选购。 (2)信号调理电路:选用适当的调理电路,以及设计电路的校准方法。如果需要,可 以参阅《模拟电子线路》中运算电路部分。 (3)数字显示部分:选用7107作为显示电路 ①因为时间关系,本电路由老师提供,无需自己连接 ②基准电平Vsr提供2种:100mV及1.000V,可以根据需要自行选用 ③7107不会显示小数点,小数点可以根据需要点亮相应的发光二极管。 ④显示数值V与输入电压Vin和基准电压V之间的关系是 J=1000× ⑤搭建的电路只需为7107显示电路提供一个电压既可显示
1 工业系统测量课程设计说明 1、 设计任务 设计一个测量系统（或者加入控制部分，构成测控系统）并实现它，最后要对系统进 行校准。要求包括完整的设计，含传感器、信号调理电路、数字显示以及电源部分，如下 图： 根据自己的设计要求，可以设计任意你能力范围内可实现的测量系统。 设计任务包含设计意图、设计目标（量程、精度）等，如： 设计项目 测量范围 精度 备注 难度 电子体温计 0～50℃ 0.1℃ 易 1.00 恒温热水器 0～70℃ 0.1℃ 包含驱动部分 中 1.50 电子握力计 0～200kg 1kg 中 1.25 电子称 0～200kg 1kg 中 1.25 电子频率计 0～2000Hz 1Hz 中 1.25 电子测速仪 0～2000r/min 1r/min 线数为 60 或 6 中 1.50 说明：难易程度与设计成绩有关。 2、 测量系统各部分详细说明 设计最好选用课程中使用的元件及设备，这样实验室可以提供。否则，请自行购买。 ⑴ 传感器：如果需要其他传感器，请到电子大楼（乘坐“教育专线”到“草场坡『体 育场』”下车即到）或者电子市场选购。 ⑵ 信号调理电路：选用适当的调理电路，以及设计电路的校准方法。如果需要，可 以参阅《模拟电子线路》中运算电路部分。 ⑶ 数字显示部分：选用 7107 作为显示电路。 ① 因为时间关系，本电路由老师提供，无需自己连接。 ② 基准电平 Vref 提供 2 种：100mV 及 1.000V，可以根据需要自行选用。 ③ 7107 不会显示小数点，小数点可以根据需要点亮相应的发光二极管。 ④ 显示数值 Vd 与输入电压 Vin 和基准电压 Vref之间的关系是： 1000 in d ref V V V = ⑤ 搭建的电路只需为 7107 显示电路提供一个电压既可显示。 传感器 信号调理 电路 数字显示 现场 物理量 可用 信号 电源 控制电路
(4)电源部分:传感器、调理电路、数字显示使用相同的电源 ①因为数字显示部分使用的是±5V或者单电源5V,所以,其他部分也应该优先 选用±5V的电源或者使用稳压电路。 ②许多传感器(如称重传感器)调理电路(如AD590的0℃补偿电路)以及7107 显示电路对电源的要求很严格,工程实践中一般使用特殊设计的精密电源,否 则对测量精度影响很大。本设计中,我们使用双路稳压电源代替,但注意要使 电源严格是±500V(操作时使用数字万用表测量)。 (5)电路中使用到的传感器以及元件的参数请参考相应的说明。 (6)电路如果需要使用继电器,可能需要使用三极管驱动,否则无法使其工作。可以 参考《模拟电子线路》的书籍 3、元件的选用 5.1k 电阻 20k 30k 51k 100k 200k 300k IM 电位器 502(5k 103(10k) 104(100k) 电容 2220103(0.01uF)1040.1uF) 4.7uF 运放 单运放OP07四运放324 发光二极管红色(6V)绿色(18V 三极管小功率9013大功率2073 光电对管MoC70T OP07管脚图见书第5章P47页,324管脚图见书第7章61页。 MOC70T3的发光二极管导通电压为1.V。 其他参考元器件资料。 4、时间安排及提交的文档 「周次 完成的任务 提交的文档 选定设计任务、设计方案。 ①原理框图 ②传感器的选定 ③调理电路的参数选定(如电阻、电容大 小),画出调理电路图 ④数字显示电路基准电平的选定; ⑤电源的设计 ⑥设计电路的校准方法。 14 在面包板上搭建并调试电路 设计任务及方案说明 继续完成设计任务。 完成实验让老师检查 整理实验结果,撰写设计报告。 周日之前提交设计报告 16 简要的点评 设计不安排课内时间。课外将安排实验室开放,届时可以到实验室调试电路,具体时间 见通知
2 ⑷ 电源部分：传感器、调理电路、数字显示使用相同的电源。 ① 因为数字显示部分使用的是±5V 或者单电源 5V，所以，其他部分也应该优先 选用±5V 的电源或者使用稳压电路。 ② 许多传感器（如称重传感器）、调理电路（如 AD590 的 0℃补偿电路）以及 7107 显示电路对电源的要求很严格，工程实践中一般使用特殊设计的精密电源，否 则对测量精度影响很大。本设计中，我们使用双路稳压电源代替，但注意要使 电源严格是±5.00V（操作时使用数字万用表测量）。 ⑸ 电路中使用到的传感器以及元件的参数请参考相应的说明。 ⑹ 电路如果需要使用继电器，可能需要使用三极管驱动，否则无法使其工作。可以 参考《模拟电子线路》的书籍 3、 元件的选用 电阻 1k 2k 5.1k 7.5k 10k 15k 20k 30k 51k 100k 200k 300k 1M 电位器 102 (1k) 502 (5k) 103 (10k) 104 (100k) 电容 222 (2200pF) 103 (0.01uF) 104 (0.1uF) 1uF 4.7uF 运放 单运放 OP07 四运放 324 发光二极管 红色 (1.6V) 绿色 (1.8V) 三极管 小功率 9013 大功率 2073 光电对管 MOC70T3 OP07 管脚图见书第 5 章 P47 页，324 管脚图见书第 7 章 61 页。 MOC70T3 的发光二极管导通电压为 1.1V。 其他参考元器件资料。 4、 时间安排及提交的文档 周次 完成的任务 提交的文档 13 选定设计任务、设计方案。 ① 原理框图 ② 传感器的选定； ③ 调理电路的参数选定（如电阻、电容大 小），画出调理电路图； ④ 数字显示电路基准电平的选定； ⑤ 电源的设计； ⑥ 设计电路的校准方法。 － 14 在面包板上搭建并调试电路。 设计任务及方案说明。 15 继续完成设计任务。 整理实验结果，撰写设计报告。 完成实验让老师检查。 周日之前提交设计报告 16 简要的点评。 － 设计不安排课内时间。课外将安排实验室开放，届时可以到实验室调试电路，具体时间 见通知
注意:调试电路时必须登记 5、人员安排 2人/组,自由组合 本设计为选做。 6、设计报告摸写要求 (1)摘要; (2)设计任务; (3)方案选用(应该提供至少2个可行方案,并作比较) (4)原理框图: (5)调理电路图; (6)实验效果,并说明电路的校准方法,以及校准的效果 )分析实验中存在的问题并提出改进的方法 (8)总结及体会 (9)参考资料 7、设计报告的提交 实验完成之后,写一份设计报告,要求见上面的说明 如果有条件,最好以电子文档提交。报告文档请以“班级姓名学号”的格式命名。 电子档提交地址见课上通知 8、设计评分 「设计项目总分电略设计电路调试设计报告 电子体温计 20 恒温热水器 匚电子握力计 电子称 10 电子频率计 050055 555555 电子测速仪 评分说明 (1)其他测量系统的设计按照设计难度给予相应的分值 (2)评分时给予项目组一个总分,再按组内每个人完成工作量分享该总成绩
3 注意：调试电路时必须登记。 5、 人员安排 2 人/组，自由组合。 本设计为选做。 6、 设计报告撰写要求 ⑴ 摘要； ⑵ 设计任务； ⑶ 方案选用（应该提供至少 2 个可行方案，并作比较）； ⑷ 原理框图； ⑸ 调理电路图； ⑹ 实验效果，并说明电路的校准方法，以及校准的效果； ⑺ 分析实验中存在的问题并提出改进的方法； ⑻ 总结及体会； ⑼ 参考资料； 7、 设计报告的提交 实验完成之后，写一份设计报告，要求见上面的说明。 如果有条件，最好以电子文档提交。报告文档请以“班级 姓名 学号”的格式命名。 电子档提交地址见课上通知。 8、 设计评分 设计项目 总分 电路设计 电路调试 设计报告 电子体温计 20 5 10 5 恒温热水器 30 10 15 5 电子握力计 25 10 10 5 电子称 25 10 10 5 电子频率计 25 5 15 5 电子测速仪 30 10 15 5 评分说明： ⑴ 其他测量系统的设计按照设计难度给予相应的分值。 ⑵ 评分时给予项目组一个总分，再按组内每个人完成工作量分享该总成绩
