温度控制系统报告(共18页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 电子技术课程设计 学 院: 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 完成时间: 成 绩: 评阅意见: 评阅教师: 日期: 专心-专注-专业 温度控制系统一 设计任务和要求 课题简介:温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关,也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。随着科学技术的发展,使得测温技术迅速发展,测温范围不断拓宽,测温精度不断提高,新的温度传感器不断出现,如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。由于检测温度的传感器种类不同,采用的测量电路和要求不同,执行器、开关等的控制方式不同,所以相应的硬件和软件也就不同。但对于初次涉足电子产品
2、的设计、制作来说,了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。由于所涉及的知识面很广,相应的具体内容请参考本文中提示的传感器原理及应用,测控电路,模拟电子技术基础实验与课程设计,电子技术实验等书的有关章节。应用二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路,测量温度的范围为-65200,工作电路输出二值输出;电路输出控制继电器工作,实现加热与制冷的转换控制,把控制对象温度控制在要求的范围之内(4060)。要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。培养综合应用所学知识来指导实践的能力。 设计一个具有温度检测,放大与控制的功能的温度监测系统。用负温度系数热敏点去其作为温
3、度传感检测加热装置(实验中的加热装置可用一个100欧姆每瓦的电阻Rt模拟)的温度。用检测到的温度信号控制加热器的开关K,将加热装置Rt的温度控制在一定范围内,具体设计要求为:1. 当加热装置R1的温度小于50摄氏度时,开关K接通,加热器升温;2. 当加热装置R1的温度大于60摄氏度时,开关K断开,加热器降温;3. 当加热装置R1的温度小于40或大于70摄氏度时,用发光二级管发光报警;二设计目的1. 学习电桥在温度信号在采集中的应用,掌握由双臂电桥和差分输入集成运算放大电路构成的桥式电路。2. 掌握滞回比较器的性能和调试方法。3. 学会温度监测系统的测量和调试方法。三设计原理 温度控制系统设计原
4、理框图如图所示。它由五部分组成,即测温电桥、测量放大器、滞回比较器、警报指示电路和加热控制电路。温度电桥中的热敏电阻作为温度传感器检测加热R,温度电桥的输出加到测量放大器,经过放大后由滞回比较器输出“加热”与“停止”信号,再经三极管放大后控制加热器的“加热”与“停止”。改变滞回比较器的比较电压V可改变控温的范围,温度控制的精度由滞回比较器的会回差决定。四 通过课程设计的教学环节,学生应达到如下基本要求:1.综合运用模拟电子技术课程中所学到的理论知识,结合课程设计任务要求适当自学某些新知识,独立完成一个课程设计的理论设计。2.运用EDA工具(如multisim、Pspice等),对设计理论进行模
5、拟仿真测试,进一步完善理论设计。3.通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理运用元器件的原则。4.掌握模拟电路的安装、测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能独立分析实验中的现象(或数据),独立解决调试中所遇到的问题。5.学会撰写课程设计报告。6.培养求是、严谨的工作态度和严肃认真的工作作风。五设计的具体实现1.系统概述 主要根据老师所给的实验原理电路图以及过程方框图,对电路进行初步的了解。利用软件对电路图进行正确的连接。设计时应选用成熟的电路进行改进,若选用新型的电路,要综合考虑其性价比,所选电路尽量减少电瓶转换次数,尽量用统一供电,提高电路的可靠性,设计
6、时。不仅单元电路本身要设计合理,各元间也要相互配合,要注意各部分的输入信号,控制信号和输出信号之间的关系。本实验主要引用了差动放大电路,电压比较器,以及滞回比较器。设计共分为三个等级,每个等级都就有相应的作用,各等级之间环环相扣已达到温度控制的作用。电路设计原理图:具体如下: 应用1N4148二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路,测量温度的范围为-40125,工作电路输出二值输出;电路输出控制继电器工作,实现加热与制冷的转换控制,把控制对象温度控制在要求的范围之内(-40125)。要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。本课题中测量控制电路组成框图如下所示:电路工作过程为:由二极
7、管IN4148作为温度传感器采集温度信号,经差动放大后,送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较,当温度低于控制温度下限值时,红色发光二极管亮,继电器1动作,控制加热器开始加热。当温度高于控制温度上限值时,绿色发光二极管亮,继电器2动作,控制制冷器开始制冷。当温度在设定温度上下限之间时,红色和绿色发光二极管全熄灭,继电器全断开,不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。注意事项为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响,电路设计时注意不要使通过测温元件的电流超过1mA。电路的安装与调试模拟电子电路设计要考虑的因素和问题很多,由于点冷酷在计算机上进行模
8、拟时所采用的元器件参数和模型与十几元件有差别,所以对经计算机仿真过的电路还是要进行实际试验。通过实验才可以发现问退,解决问题,若性能指标达不到要求,应分析出在哪些单元或元器件上,在对它们重新设计和选择,直到性能完全满足要求为止,作为课程设计,一般可采用面包板插接和通用印制电路板焊接1, 元器件的安装所有的电子元器件在安装前都要进行测试,集成电路引脚必须插在面包板中央凹槽两边的孔中,插入时所有引脚应稍向外偏,使引脚与差孔中的簧片良好接触,集成电路在插入与拔出时要收礼均匀,一面引脚弯曲或断裂。有极性的元器件的(如电解电容)标志最好方向一致,所有集成电路的方向也要一致,缺口朝左,以便于正确布线和查线
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