红外测温仪生产实习报告

红外测温仪生产实习报告学院：光电学院专业：测控技术与仪器学号：xxxxxx119姓名：xxg时间：地点：学校指导老师：王老师、任老师、杜老师目录一、实习目的二、相关芯片的功能三、设计要求四、红外测温仪的工作原理五、红外测温仪组成框图六、红外测温仪的硬件电路设计七、红外测温仪硬件电路板焊接和检验八、总结九、谢词一、实习目的1、学习焊接电路板的有关知识，熟练焊接的具体操作。熟悉常用电子元器件的识别,选用原则和测试方法。2、看懂红外测温原理电路图，了解红外测温仪的工作原理，会动手连接红外测温仪的电路和焊接红测温仪。3、学会调试测温仪，能够并能显示温度值。4、学习使用protel电路设计软件，动手绘制电路图，并根据电路图，绘制出相应的PCB。5、利用单片机作为控制板，控制红外测温模组实现温度测量，并能实现温度的现实，完成一个完整的智能化红外温度计的设计。二、相关芯片的功能1、DC/DC变换器MC34064：该器件本身包含了DC／DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R—S触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心，由它构成的DC／DC变换器仅用少量的外部元器件。主要应用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里。2、低噪声高精度运放OP07：此芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要薛额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。3、高增益、独立、内部带频率补偿的双运放LM358：内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。4、8位A/D转换器ADC0804：此芯片内有时钟电路，只要在外部CLKIN和“CLKR”两端外界一对电阻电容即可产生所要求的时钟。三、设计要求1.通过I/O口控制启动测温，并能显示温度值；2.可以测量目标温度和环境温度；3.测量结果表示的精度为个位十位，测温范围-20——100。测量结果表示精度，并非是测量精度，测量精度以传感器的性能决定。4.4位数码管动态显示。四、红外测温仪的工作原理红外测温仪的测温原理是将物体（如钢水）发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体（如钢水）本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体（如钢水）的温小度。51单片机作为整个系统的控制中心，负责控制启动温度的测量，接受测量的数据，计算温度值，并根据取得的键值控制播报显示过程；红外测温模块负责温度的测量，采集，并将采集数据通过数据端口传送到51单片机；通过启动红外测温模块，测量结束返回测量结果，待MCU运算处理得出目标温度和环境温度后将结果进行显示。基于热电堆传感器的红外测温仪采用红外热电堆传感器器实现把红外辐射转变成电信号。五、红外测温仪组成框图光学系统热电堆探测器放大电路冷端温度误差补偿电路模数转换电路四臂电桥电路信号调理电路滤波电路单片机系统显示电路报警电路振荡电路复位电路电源电路按键电路热敏电阻六、红外测温仪的硬件电路设计刚利用PT100阻值随温度变化的特点,将其和其他三个电阻构成非平衡电桥,因而温度的变化可转化成电桥输出微弱电压信号的变化,电压信号经集成运放电路放大后送到A/D转换器,将模拟信号变换成效字信号,单片机根据输入量和设定量进行运算,将结果送到数码管显示,完成对温度的测量。1、电源电路连接这部分电路时应理解自锁开关的工作原理，以便正确连接。接通电源后，不按下自锁开关时LED灯不亮，按下后灯亮，此时VEE为-5V。2、信号调理电路对于这一部分最关键的就是仔细连接，看清楚连接脚和元件。将R17、R39、R40改为串联，运放OP07的7脚既和调零电阻中间脚连接又和VCC连接，1、8脚接调零端，传感器的4脚不接地。传感器和这些运放在焊接时要有底座，以免被烧坏，反复检查线路，最后调零。3、补偿电路及滤波电路这部分电路连接好后检测电路，不插传感器使得VOUT为-5800mv左右。5、模数转换电路6、单片机、振荡电路及复位电路7、报警电路、按键电路及显示电路这部分电路也应该理解按键开关的工作原理，接通电源后，开关按下。去LED灯亮，松手后弹起灯灭。检测排阻的公共端则接VCC，将图中的三极管接为NPN。七、红外测温仪硬件电路板焊接和检验1、（1）合理布局（必须将元器件在电路板上布局好，然后再布线，最后焊接。合理的布局不仅使电路连接方便而且美观。这期间很容易落线，使电路不完整，不能够正常工作。所以在电路板的布局和布线时要格外小心，尽量遵循这几个原则：元件集中原则，导线横、竖走原则，元件排列容易分析电路原则等。）；（2）焊接顺序：电源电路，信号调理电路，数字电路；（在焊接过程中要注意能一次焊好就一次焊好，尽量不要重复焊接，以免焊盘脱离使电路不导通。焊接PCB板时要注意从低的元件依次到高的元件，焊接时一定要注意不要有虚焊点，焊完后用万用表逐个检查是否有虚焊点。）（3）准备电子元件（连接并焊接元件是认清选择的元件是否正确，间接地是否正确再焊接）；（4）模块化焊接和无电检验（短路或者断路），没有问题进行下一步（先插上电源后，摸摸各个元件有没有发烫，若发烫则电路焊接有问题，应逐个排查焊接点。若无发烫现象，再测量静态工作点，若与理论值相差甚远，则说明电路焊接有问题，若与理论值接近，则电路应无太大问题。接着再接入输入与输出，查看电路是否正常工作，若正常则说明该电路制作成功，反之，则要继续检查电路。）；（5）上电检验，观察结果，分析现象，有问题，返回到（3）步，没有问题，焊接下一个模块；2、在布局时我们应该要考虑全局性，不然很容易让电路相交在一起，甚至导致短路。在焊接完一个元器件后，先用万用表进行检测，看看有没有短路或虚焊，当焊接完全部的元器件后,用稳压电源+5v检测灯是否会亮，蜂鸣器是否会响,以及数码管会不会亮，显示为多少。2.1硬件电路静态调试硬件静态的调试:1、排除逻辑故障。这类故障往往由于连接错误所造成的。主要包括错线、开路、短路。排除元器件失效造成这类错误的原因有两个：一个是元器件买来时就已坏了；另一个是由于安装错误造成。2.2硬件电路调试的一般顺序是：1）对接地和接电源进行检查，看是否接通；2）插上单片机芯片和接上电源看复位开关是否正常使用；3）数码管未插上芯片检查管各段LED灯是否按要求接入;4)特别检查芯片20#管脚是否接地，40#管脚是否接电源;八、总结时间飞逝,两周的单片机课程设计在不知不觉中结束了。在这两个星期的时间里,不仅加深了我们对知识的理解以及对以前学习过的知识的温习与巩固，更重要的是提高了我们的动手能力，大大增加了学习的动力和提高了对单片机的兴趣。但在实习过程中,我们还是遇到了很多问题，同时在设计的过程中也发现了自己的不足之处，并且认识到对以前所学过的知识理解甚至了解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是非常重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的掌握，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。从中增强了我们的团队合作精神,以及无论做什么事都需要有耐心，脚踏实地，更需要有团体合作精神,也让我们认识到把理论应用到实践中去是多么重要。这无论是以后的学习和还是生活中也是受益匪浅的。也让我更加清楚的掌握了单片机的有关知识，认识了其强大的功能，其结构特点及其相关的一些开发平台为本系统的设计提供了便利的条件：32个可编程的I/O口使得在设计中扩展红外测温模组和键盘显示模块非常的灵活；而且具有丰富的中断源，使得系统在数据显示，报警等方面游刃有余，扩展性强。对硬件的处理，以51单片机作为本次设计的主控机，使得红外测温仪具有以下功能:非接触测量温度；快速测量环境温度和目标温度，而且测量以后可以直观的显示，当温度达到一定数值时，可进行报警。总之通过学习这两周的课程设计,增强了我们的动手能力,提高和巩固了单片机方面的知识,特别是电路的检测。在很大程度上开阔了我的视野，拓展了我的知识面，也认识到了自己的不足，在剩下的一年时间里，我决心重点发展自己的专业知识及深造确定一两个适应时代和自身兴趣的专业方向，做到有的放矢地学习。当然，测控技术与仪器是一个重要的学科，国外成功的案例及经验同样要多加学习。九、谢词非常感谢我们的指导老师对本次生产实习的指导，你们顶着烈日，在闷热的教室里为我们讲解及排除电路中遇到的问题。还有那些接待我们实习的单位工作人员，你们让我感到了无比的热情。实习的成功，离不开你们的支持。XXG