實訓項目單01熱敏電阻溫度測量與報警電路調(diào)試與應用

1、3/3深圳職業(yè)技術(shù)學院Shenzhen Polytechnic實訓(驗)項目單Training Item編制人： 編制日期：項目編號Item No.01項目名稱Item熱敏電阻溫度測量與報警電路調(diào)試與應用訓練對象Class電子專業(yè)二年級（三年制）三年級（四年制）學時Time2課程名稱Course傳感器應用技術(shù)教材Textbook傳感器應用（高等教育出版社）目 的Objective（1）了解熱敏電阻的分類與特性；（2）熟悉PTC和NTC熱敏電阻工作原理；（3）掌握熱敏電阻溫度測量與報警電路的制作與調(diào)試方法；（4）掌握電子產(chǎn)品常見故障的檢測與維修方法。內(nèi)容(方法、步驟、要求或考核標準及所需工具、材

2、料、設(shè)備等) 一、實訓設(shè)備與工具 傳感器綜合應用創(chuàng)新實訓平臺、溫濕度傳感器應用模塊（功能電路板）、正溫系數(shù)熱敏電阻MZ5-10K、負溫系數(shù)熱敏電阻MF52AT-10K、數(shù)字式萬用表等。二、實訓原理熱敏電阻是用半導體的氧化物制成的對溫度變化敏感的電阻。按照溫度系HYPERLINK /view/290165.htm t /_blank數(shù)不同分為HYPERLINK /view/1292953.htm t /_blank正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）、HYPERLINK /view/1292959.htm t /_blank負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）和突變型負溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）。HYPER

3、LINK /view/1592754.htm t /_blank熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電HYPERLINK /view/707546.htm t /_blank阻值。HYPERLINK /view/1292953.htm t /_blank正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時電阻值越大，HYPERLINK /view/1292959.htm t /_blank負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低，突變型負溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）表現(xiàn)為在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高電阻值急聚降低34各數(shù)量級，它們同屬于HYPERLINK /view/19

4、928.htm t /_blank半導體HYPERLINK /view/481400.htm t /_blank器件。利用熱敏電阻這些特性制作的正溫系數(shù)溫度測量與報警電路如圖1所示。 圖1 PTC正溫度系數(shù)熱敏電阻應用電路在圖1中，U3A、U3B分別為溫度上、下限報警用比較器LM393（比較器LM393引腳圖如圖2所示）。R14與PTC熱敏電阻組成一個回路，從PTC熱敏電阻兩端取出的分壓Uo1分別加到比較器U3B的同相端與U3A的反相端。根據(jù)比較器的工作原理，當其同相端電壓高于反相端電壓時，比較器翻轉(zhuǎn)輸出高電平，反之輸出為低電平。在正常工作情況下，當比較器輸出為低電平時發(fā)光二極管指示燈被點亮。

5、在電路中，當溫度升高時，PTC熱敏電阻阻值增大，Uo1輸出電壓值變大，當溫度上升到一定時，Uo1大于Uo2，說明溫度已經(jīng)大于下限值，此時通過比較器U3B輸出高電平，D2不亮。當溫度沒達到上限值時，Uo1小于Uo3，通過比較器U3A輸出高電平，D1不亮。RP1、RP2分別為上、下限比較電壓輸出可調(diào)電位器，輸出電壓分別為Uo3、Uo2，該電壓與Uo1通過比較器進行比較控制溫度上限報警發(fā)光二極管的工作狀態(tài)。 圖2 LM393比較器引腳圖當溫度上升到一定（設(shè)定上限值）時，Uo1大于Uo2，且大于Uo3，說明溫度已經(jīng)大于上限值，此時通過比較器U3B，輸出高電平，D2不亮，通過比較器U3A，輸出低電平，D

6、1點亮。當溫度降低時，Uo1輸出電壓值變小，當溫度降到一定時，Uo1小于Uo2，說明溫度已經(jīng)到下限值，此時通過比較器U3B，輸出低電平，D2點亮，Uo1小于Uo3，通過比較器U3A，輸出高電平，D1不亮。如設(shè)置溫度上下限報警范圍是2070C，則需要分別測量與上下限溫度值對應的熱敏電阻阻值及分壓后熱敏電阻兩端的直流電壓值。調(diào)節(jié)電位器RP1、RP2，可分別點亮發(fā)光二極管D1、D2。在圖3中使用的是負溫系數(shù)熱敏電阻，其工作原理與圖1相似。圖3 NTC負溫度系數(shù)熱敏電阻應用電路三、實訓內(nèi)容與步驟1. 將圖4所示溫濕度傳感器應用模塊放置到傳感器綜合應用創(chuàng)新實訓平臺相應位置。檢查各相關(guān)連接線路，接通傳感器

7、綜合應用創(chuàng)新實訓平臺電源，確認無誤后用數(shù)字萬用表測量溫度傳感器模塊的供電電壓（+5V）是否正常。2. 在圖4中PTC位置處接入正溫系數(shù)熱敏電阻，在室溫條件下，調(diào)節(jié)電位器RP1，使下限報警燈D2亮，當D2亮后再同一方向調(diào)節(jié)PR1一圈，設(shè)定下限溫度值；調(diào)節(jié)RP2，使上限報警燈D1亮，當D2亮后再反方向調(diào)節(jié)PR2一圈，設(shè)定上限溫度值。調(diào)節(jié)完成后，用手捏住PTC傳感器，當溫度在上限和下限中間時，D1和D2滅。當溫度高于上限時，D1亮，D2滅；當溫度小于下限時，D1滅，D2亮。圖4 溫度傳感器應用模塊3. 將熱敏電阻更換為負溫系數(shù)熱敏電阻接入到圖4中NTC位置處。在室溫條件下，調(diào)節(jié)電位器RP4，使下限報警燈D4亮，當D4亮后再同一方向調(diào)節(jié)PR4一圈，設(shè)定下限溫度值；調(diào)節(jié)RP3，使上限報警燈D3亮，當D3亮后再反方向調(diào)節(jié)PR3一圈，設(shè)定上限溫度值。調(diào)節(jié)完成后，用手捏住NTC傳感器，當溫度在上限和下限中間時，D3和D4滅，當溫度高于上限時，D3亮，D4滅；當溫度小于下限時，D3滅，D4亮。四、問題思考1. 如果調(diào)換熱敏電阻的輸出信號到兩個比較器的位置，按照上述步驟進行實訓時將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2. 如果改變發(fā)光二極管的接入極性，實現(xiàn)步驟2中現(xiàn)象，該如何設(shè)計電路？3. 如果將溫度上下限報警值分別設(shè)定為25