小型溫度控制電路的設計

1、.一、小型溫度控制電路設計的基本要求1、設計一個輸出直流+5V，電流為300mA的穩(wěn)壓電源，作為系統(tǒng)的供電電源。2、小型溫度控制電路適用于液體溫度，恒溫箱等溫度的控制，要求溫度控制范圍為10100,靜態(tài)功率約為5W，可控2KW以下的加熱器。3、（1）給出系統(tǒng)的設計原理，最佳方案。（2）畫出設計的單元電路圖，總電路圖。（3）進行單元電路參數(shù)的計算（4）列出系統(tǒng)所采用的元器件的型號，特性。（5）分析系統(tǒng)的優(yōu)缺點，創(chuàng)新點。二、溫度控制電路設計思路（1）利用直流電源穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)提供電源。（2）利用溫度傳感器將感知溫度轉換為電信號電壓，將電壓輸入檢測橋路。（3）檢測橋路檢測電壓，并把信號輸入電壓比較器

2、。（4）通過電壓比較器將最終電壓輸入驅動電路，再由繼電器使加熱器工作。三、溫度控制電路設計原理 設計原理圖如下圖所示圖1 設計原理圖四、設計的電路圖1、直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源作為系統(tǒng)的供電電源，它一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。經濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。圖2 直流穩(wěn)壓電源2、溫度傳感器溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互

3、不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。圖3 溫度傳感器3、檢測橋路一般地，被測量是非常微弱的，必須用專門的電路來測量這種微弱的變化，最常用的電路就是各種電橋電路，主要有直流和交流電橋電路。圖4 檢測橋路圖電橋電路的作用：把電阻片的電阻變化率R/R轉換成電壓輸出，然后提供給放大電路放大后進行測量。直流測量電橋分析如下圖所示，電橋各臂的電阻分別為R1、R2、R3、R4，U為電橋的直流電源電壓。當四臂電阻R1=R2=R3=R4=R時，稱為等臂電橋；當R1=R2=R,R3=R4=R'R時，稱為輸出對稱電橋；當R1=R4=R，R2= R3=R'R時，稱為電源對稱電橋。圖5 直流測量電橋4、電壓比

4、較器電壓比較器是集成運放非線性應用電路，他常用于各種電子設備中，它將一個模擬量電壓信號和一個參考固定電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產生躍變，相應輸出高電平或低電平。圖6 電壓比較器5、停電報警電路圖7 停電報警電路報警電路由可控硅3CT1組成的電子開關和晶體管3DG6、3AX81組成的音響告警器組成。因2CW4穩(wěn)壓值為10V，當電網電壓有電時，可控硅3CT1的控制極和陰極之間的電壓VCT<0.3CT1截止l當電網電壓斷開時，VCT>0，3CT1導通，音響告警電路工作，發(fā)出斷電報警。6、總電路圖圖8 總電路圖該電路由測溫電路、控溫電路和停電報警電路等組成。測溫電路為一個

5、非平衡式電橋，并用50A的表頭進行指示。電橋的一臂是具有負溫度系數(shù)、且靈敏度高的熱敏電阻MF51。隨著感應溫度的不同，MF51的阻值也隨著變化，相應橋上A、B兩點間的電位也隨之變化通過50ttA表頭的指針變化來反映溫度的變化。若采用分度值為0.1的標準水銀溫度計測量感應溫度，在50A的表頭的刻度盤上標明與電流相對應的溫度值，則可由表頭的電流指示來判斷感應溫度?？販仉娐钒妷罕容^器F007和功率驅動器3DG12。電位器W1用來設定溫度，調節(jié)W1即可改變C點的電壓。溫度較低時，MF51對應的阻值很大，相應B點電壓高于C點電壓，即VBC>0。此時運算放大器F007輸出正電壓，使晶體管3DG1

6、2導通，繼電器吸合，接通加熱器電源，進行加熱，溫度升高。隨著溫度的上升，MF51的阻值減小，相應B點電位降低，當降到VBC<0時，F(xiàn)007翻轉，輸出負電壓，使3DG12截止，繼電器釋放，斷開加熱器的電源電路，停止加熱，恒溫箱內溫度停止上升。當溫度再次降到VBC>0時，又重復加溫，這樣周而復始，把溫度控制在設定值上。報警電路由可控硅3CT1組成的電子開關和晶體管3DG6、3AX81組成的音響告警器組成。因2CW4穩(wěn)壓值為10V，當電網電壓有電時，可控硅3CT1的控制極和陰極之間的電壓VCT<0.3CT1截止l當電網電壓斷開時，VCT>0，3CT1導通，音響告警電路工作，發(fā)出斷電報警。五、系統(tǒng)所需的元器件1可調交流電源 2萬用表3電流表4滑線變阻器10K歐5晶體三