自适应烘干系统竞赛套件学生Word格式文档下载.docx

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　　　　　　　　　　1　　2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛　　电路相关说明部分　　　　一、功能简介　　1、功能说明　　自适应式烘干系统，改变了传统的烘干方式，采用可控硅作为功率驱动器件。

该系统通过测量环境温度可以在快速加热、普通加热、缓慢保温加热和停止加热状态下自动切换，它的组成原理图如图1所示。

2、电路功能简介　　烘干系统在我们的生活中应用非常广泛，传统的烘干系统，一般是采用接触器或继电器作为功率驱动器件控制加热器，它们只能在启动加热或停止加热之间切换，于在加热过程中会有热惯性等因素，所以在高精度的烘干系统中使用传统的方式显然无法满足需求了。

为了解决以上问题，这里为大家展现一种简单的自适应式烘干系统，自适应式烘干系统的主要特点是，当测量环境温度过低时输出的电压有效值高，加热器迅速加热，当温度靠近预期设定值时，输出电压有效值降低，从而放慢加热速度，对被测环境温度进行微调。

这里我们通过延时触发可控硅来调整输出电压的有效值，从而调整加热器的发热量。

　　烘干系统主要：

温度检测放大电路、温度比较电路、交流过零检测电路、可控硅触发延时电路、可控硅触发时间选择电路、可控硅触发电路、电源电路和加热器所组成。

在该电路中我们希望得到一个设定温度为40℃的烘干系统，所以我们设定了以下参数：

　　当热敏电阻测量温度低于30℃时，此时输出电压最高，加热速度最快。

当热敏电阻测量温度在30℃~35℃之间时，输出电压降低，加热速度放慢使其慢慢地靠近希望值。

　　当热敏电阻测量温度在35℃~40℃之间时，输出电压再次降低，加热速度减慢或为系统保温。

　　当温度高于40℃时，输出电压为零，灯泡不亮。

　　在对电路功能进行测试过程中，使用灯泡、电烙铁或热风枪对热敏电阻RT1进行加热，可以方便地模拟出温度变化，使其输出电压发生变化。

　　　　　　　　　　2　　2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛+NV2V21C1CAALNVV2211CCAA1AF21L0312DW2241V52/Fu10v122C21+ΩΩkR11PΩk7ΩkR59ΩkR3R2V610/ΩkLvRG绿15+DCBA图1NV211CLA12端口12端口W125JJ/电源V2白炽灯11CLANLNV122VVLL122C11CCA12AALL031W23D247Ω18Ω5k61C8k0R1UP10R118-R050Q15148Q1ΩΩkΩ+Ω4k10R17187C3UP51B3866ΩkQ10vR1150B4+5DUCΩ0k420R1ΩΦETmsUTs7mUTms1UTES9O9O8O...RB0B3B7B06666666OO321000001111987654443ΦΦQQQQQQQQ.734EDLG绿5ΩkR13EDLR红4ΩkVR15+2EDLR红3ΩkR19949333A23B13C13222UML5UML6ΩUML7222RMΩ1RM1RMΩ1vvv55+35++21321321456789ΩΩΩ234Pk0Pk0Pk0R1R1R1ΩΩΩ测试点ΩΩLk0030R1v5+8456A321UΩk9020R1ΩΩTF1kRM23vR35+。

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zteliAaiSDF654321312345678Title2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛　　二、电路所需器件介绍　　1、运算放大器LM358　　LM358是二运放集成电路，它采用8脚双列直插塑料封装，其内部包含二组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，二组运算放大器相互独立，引脚及内部方框图如图2所示，LM358具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用于各种电路中。

　　　　图2　　　　2、电压比较器LM339　　LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，它采用14脚双列直插封装，内部包含四组形式完全相同的电压比较器，内部组成图如图3，该电压比较器的具有，失调电压小，典型值为2mV，电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±

1V-±

18V，对比较信号源的内阻限制较宽，因此应用相当广泛。

　　　　　　图3　　　　4　　2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛　　3、四重双向开关CD4066B　　CD4066是一种双向模拟开关，在集成电路内有4个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关，内部组成结构见图4。

每个开关有一个输入端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端CONTROL，当选通端为高电平时，开关导通，选通端为低电平时，开关截止。

使用时选通端是不允许悬空的。

　　　　图4　　4、14级二进制计数振荡器CD4060　　CD4060一振荡器和14位二进制计数器位组成，组成接通图如图5，引脚图如图6。

振荡器的结构可以是RC或晶振电路。

CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效，所有的计数器位均为主从触发器。

在输入脉冲φ1和φ0的下降沿计数器以二进制进行计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。

　　　　图5　　　　　　图6　　5

　　　　　　2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛　　5、6反相带施密特触发器CD40106　　CD401066个结构相同的输入级具有施密特触发功能的反相器组成，内部结构图管脚图见图7，输入输出真值表见表1。

施密特触发器在输入波形的上升段和下降段，它的阀值电压不同。

　　InputsHL　　图7　　　　　　表1　　6、MF58热敏电阻　　OutputLHMF58为负温度系数热敏电阻，其特点是温度越高其电阻值越小。

MF58外形图如图8，电路符号如图9，温度-电阻对应值，见表2。

　　　　图8　　　　　　图9　　温度（℃）05101520电阻（kΩ）　　温度（℃）2530354045电阻（kΩ）10　　表2　　　　6　　温度（℃）5055606570电阻（kΩ）　　温度（℃）7580859095电阻（kΩ）　　2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛　　三、装配及调试说明　　注意：

电路焊接完成后，仔细检查无误后，才可通电调试。

　　1、外部接线　　通过J1接入AC12V电源，为系统提供工作电源；

灯泡经过导线连接到J2。

2、电路工作原理　　烘干系统的电路主要：

其工作原理如下：

　　温度检测电路：

温度检测电路主要RT1热敏电阻、U1A组成的同相放大器和U1B组成的缓冲器所组成。

当RT1测量环境温度越高，热敏电阻的电阻值越低，温度输出电压TP-A点的电压值越低。

　　温度电压比较电路：

电压比较器LM339和外围电阻构成的电压比较电路，可调电阻RP2、RP3、RP4分别作为3个比较电路的基准参考电压，当TP-A点的电压低于某个比较器的参考电压时，此比较器输出低电压，从而点亮发光二极管，关闭电子开关。

　　交流过零检测电路，当交流电过零时，光耦初级输入电压为零，次级截止，Q4集电极输出高电平，该信号通过具备反相功能的施密特触发器对其整形，输出高电平，使U3等元件组成的计时器复位；

当过零完成后，Q4集电极输出低电平，此时计时器开始计时。

　　可控硅触发延时电路：

电路主要CD4060二进制计数振荡器和晶体振荡器组成，当U3第12脚RESET为高电平时，计时器停止工作，输出全部为低电平，当12脚出现下降沿时，Y1和U3组成的振荡器开始工作，振荡频率为，此信号经过U3分频后，分别输出脉宽为：

、和的脉冲，供可控硅触发时间选择电路选择。

　　可控硅触发时间选择电路：

电路CD4066电子开关组成，电子开关的控制端C为高电平时，电子开关接通，控制端C为低电平时，电子开关断开，电子开关的控制端与温度比较电路的输出端相接。

　　可控硅触发电路：

电子开关输出的信号通过Q3放大后驱动光耦U7，U7次级导通后，电流经过R17和U7触发可控硅导通。

　　电源电路：

电源电路主要D2、C11组成的整流滤波电路和串联式稳压电源组成。

3、调试方法　　在调试电路时应首先使电源电路正常工作，即使+5V正常；

　　电源电路调试：

接通AC12V交流电源，调节RP1使C10两端的电压为5V。

　　7　　2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛　　温度检测放大电路调试：

RT1和R21组成串联分压电路，当环境温度改变时RT1两端的　　电压改变，此信号经过U1A组成的放大电路放大，再经过U1B缓冲输出；

不同的温度U1B输出不同的电压，当温度为30℃时TP-A点的电压约为，温度为35℃时TP-A点电压约为，温度为40℃时TP-A点电压约为。

　　电压比较电路：

该电路3个结构相同的电压比较器组成，不同的是参考电压不同，当比　　较器的同相端电压大于反相端时比较器输出高电平，反之输出低电平；

调节PR2使U2的4脚电压为，调节RP3使U2的6脚电压为，调节RP4使U2第8脚电压为；

假如：

当TP-A点的电压低于时，U2A输出低电平，LED2点亮，U4A电子开关断开。

　　可控硅的触发信号来自电子开关，电子开关电压比较电路控制，电子开关输入为经过延　　时的脉冲信号。

比如：

比较器U2A输出为低电平，此时U4A电子开关断开，经过延时的脉冲信号，无法通过电子开关触发可控硅，此时如果比较器U2B输出为高电平，U4B电子开关接通，经过延时的信号到了时，可控硅电路被触发。

　　4、调试完成　　接通电源后，使用灯泡或电烙铁对热敏电阻加热，当热敏电阻上的温度低于30℃时，灯泡　　亮度最高，LED指示灯全部熄灭，温度每升高5℃灯泡亮度降低一个等级，LED指示灯多点亮1只，当温度高于40℃时灯泡熄灭，LED指示灯全部点亮。

　　　　　　8　　2009年重庆市第二届中等职业学校电子技能竞赛　　一、元件筛选与测试（10分）　　准确清点和检查全套装配材料数量和质量，进行元器件的识别和检测，筛选确定元器件，检测过程中填写下表。

　　所使用的万用表型号为:

____________________________　　元器件色环电阻器棕黑黑红棕红紫绿橙金电容器数码标志104稳压二极管D1三极管Q1　　正向电阻反向电阻测量档位电路符号识别及检测内容标称值容量值质量判定质量判定每支1分错1项，该三极管不得分。

错1项，该二极管不得分。

每支1分识别错误错不得分。

配分评分标准得分每支1分共计2分识别错误错不得分。

每支1分画外形示意图标出管脚名称晶体振荡器Y1测量阻值使用档位每支1分错1项，该晶体振荡器不得分。

画外形示意图标出管脚名称光耦U6电路符号质量判定每支1分错1项，该光耦不得分。

　　可控硅K1画外形示意图标出管脚名称电路符号