氧气浓度传感器信号调理电路设计与仿真课程设计.docx

课 程 设 计 报 告 学生姓名: 张雨强 学 号： 2014303020108 学 院: 自动化工程学院 班 级: 测控141班 题 目: 电子工艺设计 氧气浓度传感器信号调理电路设计与仿真 指导教师： 兰建军 职称: 讲师 2017 年 1 月 8日 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc471658988 第1章 绪 论 PAGEREF _Toc471658988 \h 1 HYPERLINK \l _Toc471658989 1.1设计背景 PAGEREF _Toc471658989 \h 1 HYPERLINK \l _Toc471658990 1.2设计目的 PAGEREF _Toc471658990 \h 1 HYPERLINK \l _Toc471658991 1.3设计要求 PAGEREF _Toc471658991 \h 1 HYPERLINK \l _Toc471658992 第2章 设计内容 PAGEREF _Toc471658992 \h 2 HYPERLINK \l _Toc471658993 2.1设计原理 PAGEREF _Toc471658993 \h 2 HYPERLINK \l _Toc471658994 2.1.1 氧化锆氧量传感器工作原理 PAGEREF _Toc471658994 \h 2 HYPERLINK \l _Toc471658995 2.1.2 差分式精密放大电路 PAGEREF _Toc471658995 \h 2 HYPERLINK \l _Toc471658996 2.1.3 同相比例加法电路 PAGEREF _Toc471658996 \h 3 HYPERLINK \l _Toc471658997 2.2器件说明 PAGEREF _Toc471658997 \h 4 HYPERLINK \l _Toc471658998 2.3电路设计 PAGEREF _Toc471658998 \h 5 HYPERLINK \l _Toc471658999 2.4仿真调试 PAGEREF _Toc471658999 \h 5 HYPERLINK \l _Toc471659000 2.5 PCB板设计 PAGEREF _Toc471659000 \h 6 HYPERLINK \l _Toc471659001 2.6可靠性和抗干扰性设计 PAGEREF _Toc471659001 \h 7 HYPERLINK \l _Toc471659002 第3章 设计体会及收获 PAGEREF _Toc471659002 \h 9 HYPERLINK \l _Toc471659003 参考文献 PAGEREF _Toc471659003 \h 10 HYPERLINK \l _Toc471659004 附录一：电路原理图 PAGEREF _Toc471659004 \h 11 HYPERLINK \l _Toc471659005 附录二：PCB图 PAGEREF _Toc471659005 \h 12 HYPERLINK \l _Toc471659006 附录三：PCB效果图 PAGEREF _Toc471659006 \h 13 第1章 绪 论 1.1 设计背景 纵观我们的生活，一切现代化仪器、设备几乎都离不开传感器。在矿用工作和通行的井下空气中，为安全工作要保证一定的氧气浓度，需要氧气浓度传感器进行监测。在火力发电厂燃煤锅炉来说，为经济燃烧要检测炉内氧量来调整风量，也离不开氧气浓度传感器的应用。因此，设计出技术和性能优良的氧气传感器是很必要的。分析氧含量在工业生产、医学和环境保护等领域都有着十分重要的意义。 1.2设计目的 针对本次课程设计，其设计目的具体有以下五点： (1)解常用电子元器件基本知识（电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路）； (2)了解印刷电路板的设计和制作过程； (3)掌握电子元器件选型的基本原理和方法； (4)了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧； (5)掌握pH值传感器信号调理电路的设计，并利用仿真软件进行电路的调试。 1.3设计要求 选用氧化锆氧量传感器进行烟气含氧量测量，要求测量范围0.1%-20.0%、精度为0.1%。设计传感器的信号调理电路，实现以下要求： (1)设计信号调理电路将传感器输出112-0.6mV的信号转换为0-5V直流电压信号； (2)对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； (3)电路的设计应当考虑可靠性