温度控制电路设计实验报告Word下载.docx

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（2）．能够预先设定一个温度，当温度低于设定值温控电路开始加热，高于设定值电路进入

　　保温状态。

　　（3）．控制温度连续可调。

　　（4）．电路的加热和保温状态各有不同的灯光提示。

　　设计的作用、目的

　　测温电路利用传感器监测外界温度的变化,通过差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号的变化放大,然后根据模拟电路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系,输出信号接Lm324单限比较器，并可通过设定比较电压的大小设定开始加热的温度，经过继电器控制加热保温环节的状态，来实现对温度的控制。

该电路还具有灯光提示功能，当被测温度超出设定温度时，电路进入保温状态同时保温提示灯亮，当被测温度低于设定温度时，电路进入加热状态同时加热提示灯亮，使它的功能更加完善，使用更加方便。

本设计采用温度测量、信号放大、保温加热环节三部分来具体实现上述目的。

　　二.设计的具体实现

　　1．系统概述

　　由于本设计是测温及控制电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，设计需要用到测温电路，放大电路，比较电路，保温加热电路。

温度传感器采用铂热电阻，放大电路采用差动放大电路。

　　图1.1原理框图

　　2

　　原理及工作过程：

实验原理如图1.1所示，温度测量电路由正温度系数电阻特性的铂热电阻R3为一臂组成测温电桥，经测量放大器后输出，将其值与控制温度相比较，超出设定温度电路进入保温状态，保温指示灯亮，低于设定温度时，电路进入加热状态同时加热指示灯亮。

　　由电路工作原理，本系统可划分为三个模块：

1）.温度测量电路2）.差动放大电路3）.保温加热电路

　　2．单元电路设计与分析

　　1）.温度测量电路

　　实现方式：

桥式电路，如图

　　利用电桥将随温度变化的组织转化为电压，电桥输出的电压为：

ux=ucc（R2*Rp1—R1*R3）/（R2+R3）（R1+Rp1）

　　Vcc

　　6V

　　4

　　u1A

　　Lm324n

　　11

　　Vee-5V

　　R660.8kΩR760.8kΩ

　　u1b

　　7

　　3

　　2）.差动放大电路

　　在本模块中，采用由三片Lm324n构成的高阻抗差动放大器，其特点为：

（1）高输入阻抗。

输出信号是不稳定的高内阻源的微弱信号，为了减少信号源内阻的影响，必须提高放大器输入阻抗。

一般情况下，信号源的内阻为100kΩ，则放大器的输入阻抗应大于1mΩ。

（2）高共模抑制比cmRR。

前置级须采用cmRR高的差动放大形式，能减少共模干扰向差模干扰转化。

（3）低噪声、低漂移。

主要作用是对信号源的影响小，拾取信号的能力强，以及能够使输出稳定3）.保温加热电路

　　放大后电压信号经过比较器与所设定温度进行对较，高于设定温度，再通过一个反相器控制继电器，继电器控制电路加热或保温，实现温控功能。

　　参数选择：

　　在0℃时，R30=100Ω，Rp1取200Ω电位器，A=50%，即Rp=100Ω时，输出电压为0V

　　在100℃时R3（100℃）=138.51Ω由桥式电阻的分压关系，知输出电压u=0.038V，欲使放大电路的输出电压为1V，则电压增益=1/0.038=26.3158已知Lm324高阻抗差动放大器电路的电压增益=c（1+a+b）则选c=2,a=b=6.08，选R7=R5=10KΩ仿真结果：

　　当温度为100℃时R3=138.51Ω，电桥输出的电压u1=38.034mV，三运放组成的差分放大器输出电压u2=1.006V≈1V

　　当温度为20℃时，R3=107.79Ω，电桥输出的电压u1=7.722mV三运放组成的差分放大器输出电压u2=209.159mV≈0.2V当温度为165℃时R3=162.91Ω

　　电桥输出的电压u1=61.98mV三运放组成的差分放大器输出电压u3=1.636V≈1.65V

　　由仿真结果可知，满足要求。

　　5

　　篇二：

温度控制电路设计---实验报告

　　温度控制电路设计

　　一、设计任务

　　设计一温度控制电路并进行仿真。

　　二、设计要求

　　基本功能：

利用AD590作为测温传感器，TL为低温报警门限温度值，Th为高温报警门限温度值。

当T小于TL时，低温警报LeD亮并启动加热器；

当T大于

　　Th时，高温警报LeD亮并启动风扇；

当T介于TL、Th之间时，LeD全灭，加热器

　　与风扇都不工作（假设TL＝20℃，Th＝30℃）。

　　扩展功能：

用LeD数码管显示测量温度值（十进制或十六进制均可）。

　　三、设计方案

　　AD590是美国AnALogDeVIces公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。

在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1μA/K。

AD590适用于150℃以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。

低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。

应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。

　　主要特性：

流过器件的电流（μA）等于器件所处环境的热力学温度（K）度数；

AD590的测温范围为-55℃~+150℃；

AD590的电源电压范围为4～30V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；

输出电阻为710mΩ；

精度高，AD590在-55℃~+-150℃范围内，非线性误差仅为±

0.3℃。

　　基本使用方法如右图。

　　AD590的输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，

　　每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其

　　输出电流Iout=（273+25）=298μA。

　　Vo的值为Io乘上10K，以室温25℃而言，输出值为

　　10K×

298μA=2.98V。

　　测量Vo时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。

　　温度控制电路设计框图如下：

　　温度控制电路框图

　　由于multisim中没有AD590温度传感器，根据它的工作特性，可以采用恒流源来替代该传感器，通过改变电流值模拟环境温度变化。

通过温度校正电路得

　　到实际摄氏温度电压值（可适当放大到几伏特，不超过5V），再送温度判决电路判决，需根据报警温度确定门限比较电压值，电路均可用运算放大器及电压比较器来实现。

可采用三极管和继电器（ReLAY）来控制驱动风扇与加热器，在仿真中用DcmoToR代替风扇、heATeR代替加热器，并加上发光二极管来指示其是否工作。

温度显示部分可采用ADc模数转换芯片来实现，将实际温度电压值通过ADc芯片转换成数字逻辑信号再通过数码管显示。

　　四、电路仿真与分析

　　仿真电路图如图

　　篇三：

西工大设计性试验：

温度控制电路的设计

　　温度控制电路的设计

　　实验目的

（1）了解传感器的基本知识，掌握温度传奇的基本方法

（2）了解有关控制的基本知识

　　（3）掌握温度传感器来设计控制电路的基本知识二、设计指标和要求

（1）电源：

+12V或者单双电源供电即可

（2）要求温度设定范围为-20~+130，温度非线性误差不得超过

　　（3）控制部分：

监控温度高于设定的上限温度或者低于设定的下限温度

　　时，分别点亮不　　

同的颜色的二极管

　　三、实验原理与部分参考电路

　　本实验要求根据监控的温度来做出相应的报警响应，该温度传感器控制系统如图所示：

　　温度传感器将温度信号转化为电信号，经过信号处理电路将其转化处理，通过报警控制电路来控制发光二级管的指示。

　　所用的元器件及其电路

　　1、温度传感器Lm35AD590等2、信号处理（放大电路）

　　一、

　　（反向比例放大器）

　　（同相比例放大器）

　　3、报警控制

　　电路为：

　　如图所示：

稳压二极管D4D5D6

　　Rw

　　VD4?

　　Rw?

R16

　　四、

　　对选取其中的稳压二极管的稳压范围

　　设计步骤

（1）根据设计指标和温度传感器的有关自资料，选择Lm35作为温度传感

　　器，设计出具体的电路

（2）选择合适的电压放大电路（注意同向和反向的区别和应用）式放大器

　　的输出电压不得超过5V

　　（3）根据报警控制电路所给的参考电路设计出具体的电路

　　（4）将温度传感器电路，电压放大电路和控制报警电路级联，完成相应的

　　电路，并调试

　　五、测试报告

（1）电路图

（2）设定上限温度为30，下限温度为23，根据所给的电路计算出相应的比较电压完成相应的表电压的放大倍数为10

　　30时其V0=10*（250mv+5*10）=3V23时其V0=10*（250mv-2*10）=2.3V所以其比较电压分别是二者3V和2.3V:

红色二极管代表超过上限温度

　　六、

　　实验思考与讨论

（1）传感器就是通过一些电子器件对存在的光，温度等一些非电信号

　　采集后转化成相应的电信号的一类电子元件，对于温度传感器，具体参数有：

线性比例因数，额定工作电压范围，电源供电范围，漏电电流等；

（2）防止电路由于电流过大烧坏元器件

　　（3）均为正时则，则其比较电压设置降低，满足下限的要求，若要全

　　为负时，则其比较电压设置升高，为满足上限要求

　　（4）电磁继电器的设计（5）继电器的应用原理图