1、課程設(shè)計二溫度監(jiān)測及控制電路一、課程設(shè)計地目地學(xué)習(xí)運(yùn)用雙臂電橋、差動集成運(yùn)放、滯回比較器設(shè)計溫度監(jiān)測及控制電路地方法，學(xué)會電子電路地組裝、調(diào)試和測量方法.b5E2RGbCAP二、設(shè)計任務(wù)及要求1、檢測電路采用熱敏電阻Rt（NTC）作為測溫元件.2、用100/2W地電阻元件作為加熱裝置.3、設(shè)計溫度檢測電路和溫度控制電路.4、具有自動指示“加熱”與“停止”功能.5、安裝調(diào)試測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果.6、寫出完整地設(shè)計及實(shí)驗(yàn)調(diào)試總結(jié)報告.三、提供地主要元器件熱敏電阻（NTC），運(yùn)算放大器A7412，晶體三極管3DG12，穩(wěn)壓管2CN231，發(fā)光二極管LED，繼電器、電阻器等四、原理描述1、 參考電路如圖4.2

2、.1所示，它是由負(fù)溫度系數(shù)電阻特性地?zé)崦綦娮瑁∟TC元件）Rt為一臂組成測溫電橋，其輸出經(jīng)測量放大器放大后由滯回比較器輸出“加熱”與“停止”信號，經(jīng)三極管放大后控制加熱器“加熱”與“停止”.改變滯回比較器地比較電壓UR即改變控溫地范圍，而控溫地精度則由滯回比較器地滯回寬度確定.p1EanqFDPw圖4.2.1溫度監(jiān)測及控制實(shí)驗(yàn)電路(1)、測溫電橋由R1、R2、R3、RW1及Rt組成測溫電橋，其中Rt是溫度傳感器.其呈現(xiàn)出地阻值與溫度成線性變化關(guān)系且具有負(fù)溫度系數(shù)，而溫度系數(shù)又與流過它地工作電流有關(guān).為了穩(wěn)定Rt地工作電流，達(dá)到穩(wěn)定其溫度系數(shù)地目地，設(shè)置了穩(wěn)壓管D2.RW1可決定測溫電橋地平衡.

3、DXDiTa9E3d(2)、差動放大電路由A1及外圍電路組成地差動放大電路，將測溫電橋輸出電壓U按比例放大.其輸出電壓當(dāng)R4R5，（R7+RW2）=R6時RW3用于差動放大器調(diào)零.可見差動放大電路地輸出電壓U01僅取決于二個輸入電壓之差和外部電阻地比值.(3)、滯回比較器差動放大器地輸出電壓U01輸入由A2組成地滯回比較器.滯回比較器地單元電路如圖4.2.2所示，設(shè)比較器輸出高電平為U0H，輸出低電平為UOL，參考電壓UR加在反相輸入端.RTCrpUDGiT當(dāng)輸出為高電平U0H時，運(yùn)放同相輸入端電位當(dāng)ui減小到使u+HUR，即此后，ui稍有減小，輸出就從高電平跳變?yōu)榈碗娖?圖4.2.2同相滯回

4、比較器當(dāng)輸出為低電平U0L時，運(yùn)放同相輸入端電位當(dāng)ui增大到使u+L=UR，即此后，ui稍有增加，輸出又從低電平跳變?yōu)楦唠娖?圖4.2.3電壓傳輸特性因此UTL和UTH為輸出電平跳變時對應(yīng)地輸入電平，常稱UTL為下門限電平，UTH為上門限電平，而兩者地差值稱為門限寬度，它們地大小可通過調(diào)節(jié)R2/RF地比值來調(diào)節(jié).圖4.2.3為滯回比較器地電壓傳輸特性.由上述分析可見差動放大器輸出電壓u01經(jīng)分壓后，在A2組成地滯回比較器，與反相輸入端地參考電壓UR相比較.當(dāng)同相輸入端地電壓信號大于反相輸入端地電壓時，A2輸出正飽和電壓，三極管T飽和導(dǎo)通.通過發(fā)光二極管LED地發(fā)光情況，可見負(fù)載地工作狀態(tài)為加熱

5、.反之，為同相輸入信號小于反相輸入端電壓時，A2輸出負(fù)飽和電壓，三極管T截止，LED熄滅，負(fù)載地工作狀態(tài)為停止.調(diào)節(jié)RW4可改變參考電平，也同時調(diào)節(jié)了上下門限電平，從而達(dá)到設(shè)定溫度地目地.5PCzVD7HxA五、安裝調(diào)試內(nèi)容與步驟按圖4.2.1，連接電路，各級之間暫不連通，形成各級單元電路，以便各單元分別進(jìn)行調(diào)試.1、 差動放大器差動放大電路如圖4.2.4所示.它可實(shí)現(xiàn)差動比例運(yùn)算.圖4.2.4差動放大電路(1)、運(yùn)放調(diào)零.將A、B兩端對地短路，調(diào)節(jié)RW3使UO0.(2)、去掉A、B端對地短路線.從A、B端分別加入不同地二個直流電平.當(dāng)電路中R7+RW2=R6，R4R5時，其輸出電壓在測試時，

6、要注意加入地輸入電壓不能太大，以免放大器輸出進(jìn)入飽和區(qū).(3)、將B點(diǎn)對地短路，把頻率為100Hz、有效值為10mV地正弦波加入A點(diǎn).用示波器觀察輸出波形.在輸出波形不失真地情況下，用交流毫伏表測出ui和u0地電壓.算得此差動放大電路地電壓放大倍數(shù)A.jLBHrnAILg2、 橋式測溫放大電路將差動放大電路地A、B端與測溫電橋地、端相連，構(gòu)成一個橋式測溫放大電路.(1)、在室溫下使電橋平衡在實(shí)驗(yàn)室室溫條件下，調(diào)節(jié)RW1，使差動放大器輸出U010（注意：前面實(shí)驗(yàn)中調(diào)好地RW3不能再動）.(2)、溫度系數(shù)K（V/C）由于測溫需升溫槽，為使實(shí)驗(yàn)簡易，可虛設(shè)室溫T及輸出電壓u01，溫度系數(shù)K也定為一個

7、常數(shù)，具體參數(shù)由讀者自行填入表格內(nèi)xHAQX74J0X表4.2.1溫度T（）室溫輸出電壓U01（V）0從表4.2.1中可得到KU/T.(3)、橋式測溫放大器地溫度電壓關(guān)系曲線根據(jù)前面測溫放大器地溫度系數(shù)K，可畫出測溫放大器地溫度電壓關(guān)系曲線，實(shí)驗(yàn)時要標(biāo)注相關(guān)地溫度和電壓地值，如圖4.2.5所示.從圖中可求得在其它溫度時，放大器實(shí)際應(yīng)輸出地電壓值.也可得到在當(dāng)前室溫時，U01實(shí)際對應(yīng)值US.LDAYtRyKfE(4)、重調(diào)RW1，使測溫放大器在當(dāng)前室溫下輸出US.即調(diào)RW1，使U01US.3、 滯回比較器滯回比較器電路如圖4.2.5所示.(1)、直流法測試比較器地上下門限電平首先確定參考電平UR

8、值.調(diào)RW4，使UR2V.然后將可變地直流電壓Ui加入比較器地輸入端.比較器地輸出電壓U0送入示波器Y輸入端（將示波器地“輸入耦合方式開關(guān)”置于“DC”，X軸“掃描觸發(fā)方式開關(guān)”置于“自動”）.改變直流輸入電壓Ui地大小，從示波器屏幕上觀察到當(dāng)u0跳變時所對應(yīng)地Ui值，即為上、下門限電平.Zzz6ZB2Ltk(2)、交流法測試電壓傳輸特性曲線將頻率為100Hz，幅度3V地正弦信號加入比較器輸入端，同時送入示波器地X軸輸入端，作為X軸掃描信號.比較器地輸出信號送入示波器地Y軸輸入端.微調(diào)正弦信號地大小，可從示波器顯示屏上看到完整地電壓傳輸特性曲線.dvzfvkwMI1圖4.2.5溫度電壓關(guān)系曲線

9、圖4.2.6滯回比較器電路4、 溫度檢測控制電路整機(jī)工作狀況(1)、按圖4.2.1連接各級電路.（注意：可調(diào)元件RW1、RW2、RW3不能隨意變動.如有變動，必須重新進(jìn)行前面內(nèi)容.）(2)、根據(jù)所需檢測報警或控制地溫度T，從測溫放大器溫度電壓關(guān)系曲rqyn14ZNXI線中確定對應(yīng)地u01值.(3)、調(diào)節(jié)RW4使參考電壓RURU01(4)、用加熱器升溫，觀察溫升情況，直至報警電路動作報警（在實(shí)驗(yàn)電路中當(dāng)LED發(fā)光時作為報警），記下動作時對應(yīng)地溫度值t1和U011地值.(5)、用自然降溫法使熱敏電阻降溫，記下電路解除時所對應(yīng)地溫度值t2和U012地值.(6)、改變控制溫度T，重做(2)、(3)、(

10、4)、(5)、內(nèi)容.把測試結(jié)果記入表4.2.2.根據(jù)t1和t2值，可得到檢測靈敏度t0=(t2-t1)注：設(shè)計中地加熱裝置可用一個100/2W地電阻RT模擬，將此電阻靠近Rt即可.表4.2.2設(shè)定溫度T（）設(shè)定電壓從曲線上查得UO1UR動作溫度T1（）T2（）動作電壓U011（V）U012（V）六、設(shè)計報告總結(jié)1、 分析任務(wù)，確定設(shè)計方案.2、 單元電路設(shè)計、參數(shù)計算、元器件選擇.3、 電路工作原理描述.4、 調(diào)試步驟及故障處理說明.5、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出有關(guān)曲線、數(shù)據(jù)表格以及實(shí)驗(yàn)線路.6、 用方格紙畫出測溫放大電路溫度系數(shù)曲線及比較器電壓傳輸特性曲線.7、 課程設(shè)計地收獲及體會.版權(quán)申明本

11、文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計等在網(wǎng)上搜集整理.版權(quán)為個人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.EmxvxOtOco用戶可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利.除此以外，將本文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時，須征得本人及相關(guān)權(quán)利人地書面許可，并支付報酬.SixE2yXPq5Users may use t

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