中国计量学院现代科技学院
实 验 报 告
实验课程：测控技术应用实践 实验名称：信号调理电路 班 级：电子102 学 号：1030331231 姓 名：黄林杰 实验日期：2012.11
一．实验原理与实验内容
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设计非接触式温度传感器（OTP-538U）的信号调理电路
1） 设计相应的放大电路，使得被测温度范围相应的输出电压在0~5V之间 2） 设计相应的滤波电路，消除工频干扰与高频干扰 3） 考虑线性化问题 4） 考虑温度补偿 实验要求：
1 完成电路设计
1.1 优先采用Protel等专业绘制软件
1.2 若会Multisim等仿真软件，可将结果 直接仿真输出
2 完成实验报告
2.1 实验报告必须有完整的设计说明 2.2 电路设计参数选择与计算过程
二．实验仪器
电脑 Protel软件
1
三．实验数据记录
1．传感器简介
非接触式温度测量； 零功耗；电压输出，
易于测量；
宽温度测试范围（-20‘c—100’c）
2． OTP-538U 在室温下（25’C）输出特性
图2.3
2
查表可得当在70。C下的电压为1.99mV 在90。C下，其输出电压为3.09mV
四．实验数据分析与结论
1.反向加法器原理图：
i3 ui3 Rif Rf 3 ui2 R2 i2 u- Δ ∞ i1 R1 i1 + + u0R’ 输入信号均加入反向端
平衡电阻R’=R1//R2//R3//Rf 若取R1=R2=R3=R，则 R
ufo??(ui1?ui2?ui3)
R综上可得:我们的反向放大电路为:
3
2. 低通濾波器原理
为降低热电堆输出讯号的高频噪声，本专题选用主动式二阶低通濾波器，其原理如下
图2.15 二阶低通濾波器
图2.16 二阶低通濾波器波德图
4
By KCL：
（式2）
（式3）
将（式2）代到（式3）中得转移函数：
截止频率：
5
增益 Gain =1
由以上理論，观察示波器上的频率后，最后我们设计截止频率为f3db=40Hz。 因此，电阻值R5=100k R6=20K R7=5k R8=20k C 3=0.1uF 1 ，C4 =0.1uf
3.1完整电路图：
五．思考题
1.为何要做温度补偿?
解：传感器在环境温度0 C ，目标温度0 C ~ 50 C下的电压输出曲线为0 mV ~1.8 mV。但由于热电堆传感器的冷端接点易受环境温度的影响，而造成输出讯号的漂移，如图2.10 所示，由此可得知当环境温度改变时，传感器的输出讯号就会跟着改变，所以在设计上必须将环境温度所造成的讯号变动补偿回环境温度为0 C 的电压输出曲线，以利后续作讯号处理的部份.
考虑到我们是在室温下做的测量，我们需要补偿的电压为0.8mV，上图可知第5条曲线即为25‘C下的传感器输出讯号曲线，故由图表2.3可知当环境为70～90’C ，时其输出电压为2.0～3.0mV
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