扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告题目：基于湿度传感器的测量电路设计课程：传感器与测控电路课程实习专业：测控技术与仪器班级: 测控0802姓名:学号: 指导老师:总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第三部分：设计电路图第四部分：实习报告《传感器与测控电路课程实习》课程设计任务书课题：基于湿度传感器的测量电路设计一个电子产品的设计、制作过程所涉及的知识面很广；加上电子技术的发展异常迅 速，新的电子器件的功能在不断提升，新的设计方法不断发展，新的工艺手段层出不穷， 它们对传统的设计、制作方法提岀了新的挑战。

但对于初次涉足电子产品的设计、制作 来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。

由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》， 《测控电路》,《模拟电子技术基础实验与课程设计》，《电子技术实验》等书的有关章节。

一、 基于湿度传感器的测量电路设计简介应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的 范围为0%、100%,电路输岀电压为O'lOV 。

要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。

使用环境温度为0°C 〜85°C 。

二、 基于湿度传感器的测量电路设计的工作原理：IH3605型湿度传感器本课题中测量电路组成框图如下所示：测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温 度补偿功能，选择钳电阻温度传感器采集坏境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同 相加法器实现加法运算，补偿坏境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由 差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。

三、设计目的湿度！I 传感器1.掌握传感器选择的一般设计方法；2.掌握模拟IC器件的应用;3.掌握测量电路的设计方法；4 •培养综合应用所学知识来指导实践的能力。

四、设计要求及技术指标1・设计、组装、调试；2•湿度测量范围:0%〜100%RH；3•使用环境温度范围：0〜85°C；4•输出电压：0〜10V；5•非线性误差：±0.5%。

五、设计所用仪器及器件1・直流稳压电源2.双踪刀£波器3.万用表4.运放0P075.电阻、电容若干6.湿度传感器IH36057 •万能电路板8.电烙铁等六、日程安排1 •布置任务、查阅资料，方案设计；（2天）根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出电路图。

2.上机用EDA软件对设计电路进行模拟仿真调试；（2天）要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。

3.电路的装配及调试；（3天）在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。

4 •总结撰写课程设计报告。

（1天）七、课程设计报告内容：总结设计过程，写岀设计报告，设计报告具体内容要求如下：1 •课程设计的目和设计的任务；2.课程设计的要求及技术指标；3.总方案的确定并画出原理框图；4•各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写)；5•总原理图，工作原理、工作特性(结合框图及电路图讲解)；6•电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法；7•实验结果分析，改进意见及收获；8 •体会。

八、电子电路设计的一般方法：1・仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。

(1)设计总体方案。

(2)设计单元电路、选择传感器、测量电路元器件、根据需要调整总体方案。

(3)计算电路(元件)参数。

(4)绘制总体电路初稿。

(5)上机在EDB (或EDA)电路实验仿真。

(6)绘制总体电路。

2•明确电路图设计的基本要求进行电路设计。

并上机在EDB (或EDA)上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，电路实验仿真大大减少人工重复劳动，并可帮助工程技术人员调整电路的整体布局，减少电路不同部分的相互干扰等等。

3•掌握常用元器件的识别和测试。

电子元器件种类繁多，并且不断有新的功能、性能更好的元器件岀现。

需要通过互连网、图书、杂志查阅它们的识别和测试方法。

对于常用元器件，不少手册有所介绍。

4•熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。

通过排除电路故障，提高电路性能的过程，巩固理论知识，提高解决实际问题的能力。

5 •独立撰写课程设计报告。

第二部分课程设计报(19)(2)(2)3课程设计的要求及技术指标)(3)3.2课程设计的技术指标(3) ...................................... 4总方案及原理框图 (4)4. 1电路设计总：：：：：：：：：：：：：：：：：•(仞(4) 5各组成部分的工作原理. (5)5. 1差动放大电路 ................................... (5) 5. 2温度补偿电路 .................................. (5)5. 3加法比例运算电路................................................... (6)6电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用... (7)6. 1差动放大电路 ................................................ (7)6. 2温度补偿电路试(8)6. 3加法比例运算电路 (11)7总原理图 (13)8电路安装、调试步骤及方法 .............................. (15)8. 1电路的安装......................................................... (15)8.2电路调试的步骤及方法 ................................ (15) 9钳改进意见、收获、体会、设计总结 (17)TO ：..]...电.路.的.改进.意.见(16) (17)10. 2课程设计的收获与体会 (17)10.3课程设计的总结(17) 11仪器仪表清单 11.1元器件清单 11.2引用仪器、仪表清单\)/1± z /k2 课1课程设计的目的 ....... 程2课程设计的任务 ....... 设 ....................... 计1课程设计的要求 ....... 的 ....................... 竦葉的任 #.：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：(18)(18)(18)参考文献1课题简介基于湿度传感器的测量电路设计：应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的范围为0%~100%,电路输出电压为O^lOvo要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。

使用坏境温度为0°C'85°C。

测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温度补偿功能，选择钳电阻温度传感器采集坏境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同相加法器实现加法运算，补偿环境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由差动放大器输岀电压通过电压跟随器提供。

2课程设计的目的和设计的任务2.1课程设计的目的1.掌握传感器选择的一般设计方法；2.掌握模拟IC器件的应用；3.掌握测量电路的设计方法；4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力。

2.2课程设计的任务应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的范围为0%"100%,电路输出电压为0"10V o要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。

使用环境温度为0°C~85°C。

3课程设计的要求及技术指标3.1课程设计的要求1 •根据设计要求，查阅参考资料，2.进行方案设计及可行性论证3•确定设计方案，画岀电路原理框图。

4•设计每一部分电路，计算器件参数5•在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，记录调试数据, 最终通过验收。

6.总结撰写课程设计报告。

（1）课程设计的目的和设计的任务（2）课程设计的要求及技术指标传感器的性能、主要技术指标、使用条件仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。

（3）总方案的确定并画岀原理框图。

（4）各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性（结合设计图写）（5）总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）及各元件参数分析误差及产生原因（6）电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。

（7）实验结果分析，改进意见及收获。

（8）元器件清单（9）仪器仪表清单（10）体会。

3.2课程设计的技术指标1 •湿度测量范围:0%〜100%RH；2•使用环境温度范围：0〜85°C；3•输出电压:0〜10V；4•非线性误差：±0.5%。

4. 1电路设计总方案测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温 度补偿功能，选择钳电阻温度传感器采集环境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同 相加法器实现加法运算，补偿坏境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由 差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。

4・2电路设计原理框图图1原理框图4总方案及原理框图PT 电阻传- 感器i ㈠转换电桥卜储动放大 同相加法器*5各组成部分的工作原理5.1差动放大电路差动放大器:是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端, 然后在输岀端取岀二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分。

图2差动放大电路RRR 2= _T24 + + ------------------UoU.d) u x+1RRRR1134如果满足//()RR：则u2RRUiUi143o215.2温度补偿电路何谓电桥放大电路？由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。

应用于何种场合？应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输岀电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。

差动输入电桥放大电路图3差动输入电桥放大电路当RaoUbURR>>U() , oul2R2R22 1若运放工作在理想状态，即U ft Rl&二Riu bA 8R2时:R )1 1uii R3 ui2图4加法比例运算电路 R2 R1 ,则 uo=(l+ R3 Rf 1 (1+Rf )(uil+ui2)o 2 R1取 当 R2二R3 时，uo= Rf )( R1 R2R3 R2R3 R3uil + R 2 ui2) o6电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用6. 1差动放大电路方案一：图5方案一的差动放大电路① 选择VS 、R 、IC 】、R 、乩确定电源电压。