温控电路设计报告.docx

温控电路设计报告.docx

《温控电路设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温控电路设计报告.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

温控电路设计报告

温控电路设计

姓名

学号

院、系、部

班号

完成时间

摘要

　　本设计为强化所学知识、加强实践能力和查找资料的能力，制作一个温控电路。

先通过有热敏电阻（NTC元件）Rt为一臂的测温电桥感应温度的变化时，在电桥两端产生一个压差，经过放大电路放大变化的小信号到比较器的输入端。

当压差达到某一门限电平时，滞回比较器输出发生翻转，使得发光二极管的状态发生变化。

实现温度的状态汇报。

同时也可以通过改变滞回比较器的比较电压UR改变温控的范围，而温控精度可有滞回宽度决定。

最后用仿真软件模拟电路并调试数据。

本设计是利用热敏电阻（滑动变阻器代替）随温度变化，LED灯出现“亮”或“不亮”，当温度低时显示为“加热”，LED灯灭；当温度高时显示为“停止”，LED灯亮。

关键词：

热敏电阻比较器电桥

目录

第1章　设计任务与要求1

第2章　方案与论证1

2.1　测温电桥1

2.2　差分大电路1

2.3　滞回比较器1

第3章　单元电路设计与参数计算3

3.1　测温电桥3

3.2　差分放大器4

3.3　滞回比较器4

第4章　仿真与调试5

4.1　LED发光5

4.2　LED不发光6

第5章　结论与心得7

参考文献资料8

第1章　设计任务与要求

用集成运放LM324设计一个电路，该电路能检测并且控制温度，其要求如下：

1.　温度低时显示为“加热”，LED灯灭（即热敏电阻大）；

2.　温度高时显示为“停止”，LED灯亮，报警显示（即热敏电阻小）。

由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC元件）Rt为一臂组成测温桥，其输出经放大电路（由三个运放组成），放大后由滞回比较器输出“加热”（灯亮）与“停止”（灯熄）信号。

改变滞回比较器的比较电压UR即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器的置换宽度决定。

主要器件：

负温度系数的热敏电阻，四运放LM324，发光管LED等。

备注：

热敏电阻由滑动变阻器代替。

第2章　方案与论证

2.1　测温电桥

由R1、R2、R3及Rt组成测温电桥，其中Rt是温度传感器。

其呈现出的阻值与温度成线性变化关系且具有负温度系数，而温度系数又与流过它的工作电流有关。

2.2　差分放大电路

由A1及外围电路组成的差分放大电路，将测温电桥输出电压△U按比例放大。

2.3　滞回比较器

差动放大器的输出电压U01输入由A2组成的滞回比较器。

滞回比较器的单元电路如图所示，设比较器输出高电平为U0H，输出低电平为UOL，参考电压UR加在反相输入端.当输出为高电平U0H时，运放同相输入端电位

图2-1同相滞回比较器

当Ui减小到使U+H＝UR，即

此后，Ui稍有减小，输出就从高电平跳变为低电平。

当输出为低电平U0L时，运放同相输入端电位

当Ui增大到使U+L=UR，即

此后，Ui稍有增加，输出又从低电平跳变为高电平。

图2-2　传输特性

因此UTL和UTH为输出电平跳变时对应的输入电平，常称UTL为下门限电平，UTH为上门限电平，而两者的差值为门限宽度，它们的大小可通过调节R2/RF的比值来调节。

由上述分析可见差动放器输出电压U01经分压后A2组成的滞回比较器，与反相输入端的参考电压UR相比较。

当同相输入端的电压信号大于反相输入端的电压时，A2输出正饱和电压，三极管T饱和导通。

当温度监控电路所处的外界温度，被热敏电阻进行温度采集，然后传递给放大电路将电信号进行放大，由发光二激光来判断电信号的强弱，若发光二极管发光，则说明温度过高。

调节RW可改变参考电平，也同时调节了上下门限电平，从而达到设定温度的目的。

第3章　单元电路设计与参数计算

3.1　测温电桥

R1=1KR2=10kR3=10k，RT为负温度系数热敏电阻（以滑动变阻器代替）

3.2 　差分放大器

图3-1　放大部分

R5=1KR6=R7=5KR8=R9=10KR10=R11=100K

3.3 　滞回比较器

图3-2　滞回比较器部分

R8=10KR9=R10=1KRW=100KR11=1M

备注：

差动放大器和滞回比较器用四运放LM324,LM324采用14脚双列直插塑料封装。

内部有四个运算放大器，下面是引脚的介绍，引脚1：

输出1；引脚2：

反向输入1；引脚3：

正向输入1；引脚4：

电源；引脚5：

正向输入2；引脚6：

反向输入2；引脚7：

输出2；引脚8：

输出3；引脚9：

反向输入3；引脚10：

正向输入3；引脚11：

地；引脚12：

正向输入4；引脚13：

反向输入；引脚14：

输出4。

第4章　仿真与调试

4.1　LED发光

图4-1加热状态

图4-2　调试图

4.2　LED不发光

图4-3　停止，报警（80%，即热敏电阻变小）

图4-4　调试图

备注：

对于滑变器，百分比越大，电阻越小。

第5章　结论与心得

通过这次的课程设计让我学会了很多东西，掌握了差分运放电路、滞回比较器等模电知识，尤其是对Multisim软件的使用。

在本学期学习模电中，认识到模电的知识很零碎，需要及时复习才可以真正理解其中的原理。

当看到设计内容时，感觉特别复杂，上网看书查阅了很多资料，并参考了一些电路，终于做出了先用俩个做一级放大，再经过差分放大电路做二级放大，最后由滞回比较器输出“加热”与“停止”信号。

完成电路设计花费了很长时间，很好的锻炼了我的耐心，提高了我的自学能力。

模电的小学期对我以后学习和实践的帮助很大，真正领悟到理论联系实践的快乐，丰富了课外知识。

还有认识到学习自己要设计一个电路是多么繁琐的一件事，然而成功后感觉自己很有成就感。

更多的实践能够锻炼我们的实践能力，让自己不断进步，不断的超越自我。

更学到了除书本知识以外的电学知识，为今后的电学学习提供了学习的前提。

小学期的实践是锻炼一个人能力的体现，也是对自己一个学期学习的总结，需要我们认真地对待，利用这个机会锻炼自己的能力。

参考文献

（1）杨素行.模拟电子技术基础简明教程.高等教育出版社

（2）康华光.电子技术基础模拟部分.高等教育出版社

（3）熊伟.Multisim电路实践及仿真应用.清华大学出版社

（4）康华光.电子技术基础课程设计.高等教育出版社

（5）肖景和.集成运算放大器应用精粹.人民邮电出版社