電子課程程設(shè)計(jì)

1、溫度監(jiān)控電路的設(shè)計(jì) 摘要：溫度是物理量，要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控，顯示，就必須通過(guò)溫度傳感器將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電量，然后顯示出來(lái)，其中包括了三個(gè)環(huán)節(jié)，第一是溫度傳感器，第二是恒溫控制，第三是顯示控制。在通過(guò)了豐富的資料查詢，以及方案間的比較后，我設(shè)計(jì)了一個(gè)有代表性的實(shí)用溫度監(jiān)控電路。本設(shè)計(jì)的溫度傳感采用鉑電阻構(gòu)成的電橋測(cè)溫電路。加熱控制電路則由二次穩(wěn)壓電路，電橋和比較器組成。顯示方面我們采用使用LM3914集成電路進(jìn)行顯示控制，它可以直接驅(qū)動(dòng)10個(gè)LED（VD1-VD10）進(jìn)行條狀或點(diǎn)狀顯示，可廣泛應(yīng)用于各類溫度測(cè)試系統(tǒng)中?？刂撇糠謩t主要由二次穩(wěn)壓電路，電橋和比較器組成。本文以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的恒溫控制器為例

2、說(shuō)明溫度監(jiān)控器的工作原理，并對(duì)各部分電路進(jìn)行Proteus仿真分析，通過(guò)仿真驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)方面的有效性。實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果相吻合。本設(shè)計(jì)的目的在于將溫度定在150240中每隔十度的一個(gè)溫度值上，將溫度設(shè)定在某一數(shù)值，當(dāng)溫度低于它時(shí)繼電器吸合電熱絲進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)繼電器打開(kāi)停止加熱。 關(guān)鍵詞：傳感器；測(cè)溫電橋；加熱控制；顯示控制畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中文摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)外文摘要Temperature control circuit-usable temperature controllerAbstractThe temperature is a physics quantity, want

3、 to carry on super-vision to the temperature, show, have to spread the feeling machine to change it through a temperature in order to imitate the electric-city quantity, then show, include three links among them, the first is a temperature to spread the feeling machine, the second is a c-instant tem

4、perature control, the third is a manifestation control. At pass abundant data search, and project of comparison after, I d-signed a practical temperature supervision electric circuit that has a representative.The temperature of with this design spreads the electricity b-ridge that the feeling adopti

5、on platinum electric resistance const-intuit to measure electric circuit. Heat a control then electric cir-cubit is two steady presses electric circuits give or get an electric shock bridge and compare a machine to constitute. Show the aspect o-urn adoption usage LM3914 integrated circuits carries o

6、n the manifest-station control, it can drive 10 LEDs(VD1-VD10) to carry on a form or order the form manifestation directly, can be apply in each kind of temperature test system extensively in. Control part then mainly from two steady press electric circuits, give or get an electric shock bridge and

7、compare a machine to constitute.This text with design a practical constant temperature control-leer for the example explains the temperature monitor of work principle, the design way of thinking. Carry on Proteus to imitate to e-ach parts of electric circuits also true analysis, passed to imitate to

8、 really verify electric circuit a design of usefulness. Measure a result and imitate actually true the result fits together mutual-y.The purpose of with this design lies in settling the temperature always in 150 s240 s to separate each time a ten degrees temperature value up, set temperature on some

9、one number, be temperature low in it absorb to match to give or get an electric shock hot silk to carry on heating after the electric appliances, be tem-premature high in initial value open stop heating after the electric appliances.Keywords: Sensors Temperature Bridge Heating Control Display Contro

10、l目錄1實(shí)用溫度控制器設(shè)計(jì)方案62 傳感器72. 1 傳感器的選擇72. 1. 1 熱電偶傳感器72. 1. 2 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器：72. 1. 3 熱電阻傳感器：82. 2 T413簡(jiǎn)介83 測(cè)溫電橋83. 1 溫度-電壓轉(zhuǎn)換83. 2 溫度電壓范圍的設(shè)定及調(diào)整113. 3 電橋電路仿真114 電壓比較器134. 1 電壓比較器介紹134. 2 電壓比較器的仿真135 顯示控制電路155. 1 顯示電路的選擇155. 1. 1 LED動(dòng)態(tài)顯示方式：155. 1. 2 LED靜態(tài)顯示方式：155. 1. 3 集成電路顯示驅(qū)動(dòng)二極管顯示方式：155. 2 電路說(shuō)明155. 3 工作原理176

11、 加熱控制電路216. 1 加熱控制元件的選擇216. 1. 1 可控硅加熱控制電路21繼電器加熱控制電路226. 2 工作原理236. 3 電路圖仿真247 結(jié)果分析277. 1 制作與調(diào)試27結(jié)束語(yǔ)28參考文獻(xiàn)29附錄：完整電路圖30. 1實(shí)用溫度控制器設(shè)計(jì)方案?jìng)鞲衅鳒y(cè)溫電橋電壓比較器加熱控制電路加熱裝置顯示控制電路LED顯示電源電路二次穩(wěn)壓電路2 傳感器2. 1 傳感器的選擇溫度傳感器是檢測(cè)溫度的器件，其種類最多，應(yīng)用最廣，發(fā)展最快。眾所周知，日常使用的材料及電子元件大部分特性都隨溫度而變化，在此我們暫時(shí)介紹最常用的熱電偶，半導(dǎo)體熱敏電阻和熱電阻三類產(chǎn)品。2. 1. 1 熱電偶傳感器熱電

12、偶的原理是當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路時(shí)，若兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同，回路中就會(huì)出現(xiàn)熱電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生電流。在實(shí)際使用熱電偶測(cè)溫時(shí)，總要在熱電偶回路中使用導(dǎo)線連接，要想保持測(cè)溫精度，必須要保持接入的第三方導(dǎo)體的兩個(gè)連接點(diǎn)溫度相等，而且熱電偶的誤差在低溫較大,為了延長(zhǎng)熱電偶的使用壽命，常在熱電偶的外面套上金屬或石英，陶瓷等制成的保護(hù)管，但這也是熱電偶的測(cè)溫滯后加大，最重要的的是熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的大小不僅與測(cè)量端的溫度有關(guān)，還決定于冷端的溫度，要想保持測(cè)溫的準(zhǔn)確性，必須保持冷端的溫度恒定，如將冷端置于冰水混合物當(dāng)中，以保證0攝氏度的穩(wěn)定溫度，而且在熱電偶和恒溫器之間還要加入補(bǔ)償導(dǎo)線，將恒溫器延伸到

13、離測(cè)溫點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方。由于本系統(tǒng)所要求的測(cè)溫環(huán)境在150240之間，控制精度要求的也比較高，為001，所以選用熱電偶精度上達(dá)不到要求，而且加入恒溫器還要有資金的投入，不是很經(jīng)濟(jì)，所以不予采用。2. 1. 2 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器：半導(dǎo)體熱敏電阻的靈敏度特別高，在一些對(duì)精度要求很高的測(cè)量和控制裝置中得到廣泛的應(yīng)用。它的測(cè)溫范圍大約是-50+300%之間，當(dāng)溫度每變化1時(shí)，阻值變化約0406%,而半導(dǎo)體熱敏電阻可達(dá)26%，比金屬電阻高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，半導(dǎo)體熱敏電阻元件一般是由鎳，錳，鐵，鋁等多種氧化物按一定比例混合后，經(jīng)研磨，成型，燒結(jié)而成的，它的溫度系數(shù)是負(fù)的，在溫度升高時(shí)阻值下降，但由于半導(dǎo)體熱敏

14、電阻的溫度特性曲線很不一致，互換性差，在連續(xù)測(cè)量中的應(yīng)用受到了極大限制，故不予采用。2. 1. 3 熱電阻傳感器：在低于150的溫度時(shí)，通常使用金屬電阻感溫元件，即熱電阻。熱電阻不象熱電偶那樣需要冷端溫度補(bǔ)償，測(cè)量精度也比較高，在-200+500的溫度范圍內(nèi)的到了極其廣泛的應(yīng)用，熱電阻是根據(jù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性進(jìn)行測(cè)溫的。如銅的電阻溫度系數(shù)為425/,當(dāng)溫度由0上升到100時(shí)，銅電阻的阻值大約上升42%，因此對(duì)確定的電阻，只要精確的測(cè)定其阻值變化，便可知道溫度的高低。目前使用的最多的就是鉑電阻和銅電阻，還有銦電阻和錳電阻，碳電阻等。銅電阻的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，精度較高，電阻與溫度的線性度

15、較好，但溫度稍高容易氧化，多用于-50+100之間的溫度測(cè)量。鉑電阻的特點(diǎn)是精度高，性能穩(wěn)定可靠，在工業(yè)上常用于-200+500之間的溫度測(cè)量，因此，它與本系統(tǒng)所要求的最為相近，所以在溫度傳感器上采用了鉑電阻。2. 2 T413簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)采用鉑電阻T413作為溫度傳感器，T413適用于0300的控制電路，阻值在0時(shí)為486，在300時(shí)為2662。T413為正溫度系數(shù)，當(dāng)溫度在150240之間變化時(shí)，其阻值大致在13362076間線性地變化。3 測(cè)溫電橋3. 1 溫度-電壓轉(zhuǎn)換本設(shè)計(jì)采用鉑電阻構(gòu)成的測(cè)溫電橋電路和比較器作為溫度電壓轉(zhuǎn)換電路，為了更好的說(shuō)明及仿真我們?cè)陔姌蛑屑尤胍粋€(gè)集成運(yùn)放。鉑電阻

16、的阻值可由歐姆定律來(lái)確定，必須將鉑電阻接到電壓源上，電壓必須是已知的精確值。同樣，電流必須精確測(cè)定，在遇到極低值的情況下，電流測(cè)定將比較復(fù)雜。較簡(jiǎn)單的方法是使用橋接電路，它完全對(duì)電壓和電流的精確性沒(méi)有要求。它通過(guò)將鉑電阻的阻值和已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)。其中Rt是鉑熱電阻，其阻值隨溫度變化，在150時(shí)Rt的阻值大約在1.4k，隨著溫度的上升，Rt的阻值也隨著上升，所以隨著Rt阻值的變化電橋輸出電壓V也會(huì)發(fā)生變化，這也就間接反映了鉑電阻的變化，V經(jīng)放大K倍后就成為溫度變送器輸出電壓，該電壓就是溫度的電壓信號(hào)。電路如圖1所示，其中電橋參數(shù)為：鉑電阻Rt1.4k，R13.6k，R2=1.4k,

17、R3=3.6k，V=5V此時(shí)不論溫度在150240的任何值，流過(guò)鉑電阻Rt的電流都很小，大約為4mA左右,不會(huì)因?yàn)殂K電阻自身發(fā)熱而影響溫度的測(cè)量精度。然后通過(guò)集成運(yùn)放U將電壓信號(hào)放大后輸出。圖1 電橋電路集成運(yùn)放U在這里采用由三個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的儀器放大器電路（如圖2）。其中，成運(yùn)放組成差值放大器，集成運(yùn)放和組成對(duì)稱的同相放大器且，。圖2 儀器放大器 由于接近于，因而加在RG兩端的電壓為，由于i接近于0，因而， 當(dāng)時(shí)， 對(duì)而言，加在反相輸入端，加在同相輸入端，利用疊加原理，合成的輸出電壓 由于，因而 儀器放大器的差值電壓增益 上式表明，改變RG，可設(shè)定不同的Avf值。例如R3=R4，R=25k，

18、則Avf可由-1（RG接近于無(wú)窮大）變化到-1001（RG=50），且RG接在A1和A2的反相輸入端之間，它的改變不影響電路的對(duì)稱性。 儀器放大器的共模抑制比主要取決于第一級(jí)集成運(yùn)放A1和A2的對(duì)稱性和各電阻值的匹配精度。如果A1和A2對(duì)稱，且各電阻值的匹配誤差為0.001%，則儀器放大器的共模抑制比可達(dá)到100dB以上。 由于采用了對(duì)稱的同相放大器，因而儀器放大器兩輸入端具有相同的輸入電阻，且其值可達(dá)到幾百M(fèi)以上。3. 2 溫度電壓范圍的設(shè)定及調(diào)整在5V電壓源上串聯(lián)有R3和溫度傳感器RT，它們的連接點(diǎn)A接到放大器U的反相輸入端3腳。當(dāng)溫度在150240之間變化時(shí)，其阻值大致在13362076

19、間線性地變化。表1 150240之間電阻阻值變化15016017018019020021022023024013361418150015831665174718291912199420763. 3 電橋電路仿真150時(shí)A點(diǎn)電位如圖3：A圖3 150時(shí)A點(diǎn)電位以此類推，溫度在150240之間變化時(shí)A點(diǎn)電位變化如表2：表2 150240之間A點(diǎn)電位T/150160170180190200210220230240VA/V1.351.411.471.531.581.631.681.731.781.834 電壓比較器4. 1 電壓比較器介紹本設(shè)計(jì)電壓比較器采用LM358雙運(yùn)放，LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)

20、立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用與雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器，直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。其性能特點(diǎn)如下：1、 內(nèi)部頻率補(bǔ)償2、 直流電壓增益高（約100dB）3、 單位增益頻帶寬（約1VHz）4、 電源電壓范圍寬： 單電源（3-32V） 雙電源（1.5-15V）5、 低功耗電流，適合于電池供電6、 低輸入失調(diào)電壓：2mV7、 共模輸入電壓范圍寬8、 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍9、 輸出電壓擺幅大（0至Vcc-1.5V）4. 2 電壓比較器的

21、仿真當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí)輸出波形如圖4：圖4 輸入信號(hào)為正弦波時(shí)輸出波形其比較特性如圖5其中為比較器門限電壓：實(shí)際特性理想特性圖5 比較特性5 顯示控制電路5. 1 顯示電路的選擇5. 1. 1 LED動(dòng)態(tài)顯示方式： LED 動(dòng)態(tài)顯示方式是將所有的LED段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，形成段選線的多路復(fù)用。而個(gè)位的共陽(yáng)極或共陰極分別由相應(yīng)的I/O線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。但這種顯示方式發(fā)光弱，占用CPU資源較多，而且顯示位數(shù)越多占用CPU時(shí)間也越多。5. 1. 2 LED靜態(tài)顯示方式： LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極（共陽(yáng)極）連接在一起并接地（+5V），每位的

22、段選線（adp）分別于一個(gè)8位的鎖存器輸出相連。所以稱為靜態(tài)顯示。各個(gè)LED的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止。也正因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯示器的亮度都較高。這種顯示方式接口編程容易，付出的代價(jià)是占用的口線較多。若用I/O口接口，則要占用4個(gè)8位I/O口，若用鎖存器接口，則是有幾位LED顯示就要有幾個(gè)鎖存器，因此在現(xiàn)實(shí)位數(shù)較多的情況下不適用。5. 1. 3 集成電路顯示驅(qū)動(dòng)二極管顯示方式： 利用集成電路驅(qū)動(dòng)二極管進(jìn)行條狀或點(diǎn)狀顯示，本系統(tǒng)采用模擬電路設(shè)計(jì)，集成電路顯示使得應(yīng)用電路更加靈活方便，故本系統(tǒng)采用集成電路顯示驅(qū)動(dòng)二極管顯示方式。5. 2 電路說(shuō)明 本設(shè)計(jì)顯示

23、部分采用了LM3914集成電路進(jìn)行顯示控制。它可以直接驅(qū)動(dòng)10個(gè)LED（VD1-VD10）進(jìn)行條狀或點(diǎn)狀顯示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-5所示。LM3914內(nèi)部含有10個(gè)相同的電壓比較器，它們輸出端可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。它們的反相輸入端并聯(lián)在一起，并通過(guò)一個(gè)緩沖器接到輸入端5腳。LM3914的10個(gè)0同相輸入端分別接到由10個(gè)精密電阻串聯(lián)而成的多級(jí)分壓器上。這個(gè)分壓器的兩端在內(nèi)部沒(méi)與其他電路或公共端相連，而是直接由6，4腳引出，通常稱之為懸浮式，這樣使得應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)更加靈活和方便。此集成電路內(nèi)部還包含一個(gè)懸浮式1.2V的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，直接由7，8腳引出。外接10個(gè)LED可以進(jìn)行點(diǎn)狀或條狀顯示。9，1

24、1腳相接為點(diǎn)狀顯示；9，3腳相接為條狀顯示。接于7，8兩腳的外接電阻R用來(lái)調(diào)節(jié)10個(gè)LED的亮度。通過(guò)每一個(gè)LED的電流大致等于R中電流的10倍。因?yàn)?.2V標(biāo)準(zhǔn)電壓源最大可以輸出3mA的電流，故通過(guò)LED的最大電流為30mA。例如，當(dāng)R阻值為1.2k時(shí)，流過(guò)R的電流為1mA，則每個(gè)LED在其發(fā)光時(shí)的電流為10mA。當(dāng)LED的發(fā)光效率較高時(shí)，電流可以小一些，以降低功能。LM3914的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6：R決定LED的亮度9311接11腳為點(diǎn)狀接3腳為條狀MODE點(diǎn)/條狀選擇GND1.2V信號(hào)輸入+vcc（38V）圖6 LM3914的內(nèi)部結(jié)構(gòu)5. 3 工作原理下面以一個(gè)分辨率為0.12V的10級(jí)線性

25、電壓表為例說(shuō)明其工作原理。這個(gè)電壓表的最大量程為1.2V，將9和11腳相連，設(shè)定為點(diǎn)狀顯示，這樣比較省電。6，7腳相連；4，8腳相連并接地，則分壓器每個(gè)1k5.4 電路仿真以VD1，VD2為例當(dāng)輸入電壓小于0.12V時(shí)比較器1，2均輸出高電位，各二極管均截。如圖7：圖7 輸入電壓小于0.12V時(shí)比較器1，2均輸出高電位圖8 依次類推輸入電壓與溫度及LED的顯示關(guān)系如表3：表3 輸入電壓與溫度及LED的顯示關(guān)系輸入電壓Vin/VT/VD1VD2VD3VD4VD5VD6VD7VD8VD9VD10Vin0.12T150不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮0.12Vin0.24150T160亮不亮

26、不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮0.24Vin0.36160T170亮亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮0.36Vin0.48170T180亮亮亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮0.48Vin0.6180T190亮亮亮亮不亮不亮不亮不亮不亮不亮0.6Vin0.72190T200亮亮亮亮亮不亮不亮不亮不亮不亮0.72Vin0.84200T210亮亮亮亮亮亮不亮不亮不亮不亮0.84Vin0.96210T220亮亮亮亮亮亮亮不亮不亮不亮0.96Vin1.08220T230亮亮亮亮亮亮亮亮不亮不亮1.08Vin1.2230T240亮亮亮亮亮亮亮亮亮不亮6 加熱控制電路6. 1 加熱控制元件的選擇6. 1.

27、 1 可控硅加熱控制電路可控硅在自動(dòng)控制，機(jī)電領(lǐng)域，工業(yè)電氣及家電等方面都有廣泛的應(yīng)用。可控硅是一種有源開(kāi)關(guān)元件，平時(shí)它保持在非道通狀態(tài)，直到由一個(gè)較少的控制信號(hào)對(duì)其觸發(fā)或稱“點(diǎn)火”使其道通，一旦被點(diǎn)火就算撤離觸發(fā)信號(hào)它也保持道通狀態(tài)，要使其截止可在其陽(yáng)極與陰極間加上反向電壓或?qū)⒘鬟^(guò)可控硅二極管的電流減少到某一個(gè)值以下。 圖9 可控硅可控硅二極管可用兩個(gè)不同極性（P-N-P和N-P-N）晶體管來(lái)模擬，如圖9所示。當(dāng)可控硅的門極懸空時(shí)，BG1和BG2都處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電路基本上沒(méi)有電流流過(guò)負(fù)載電阻RL，當(dāng)門極輸入一個(gè)正脈沖電壓時(shí)BG2道通，使BG1的基極電位下降，BG1因此開(kāi)始道通，BG1的道

28、通使得BG2的基極電位進(jìn)一步升高，BG1的基極電位進(jìn)一步下降，經(jīng)過(guò)一個(gè)正反饋過(guò)程使BG1和BG2進(jìn)入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入道通狀態(tài)，這時(shí)門極就算沒(méi)有觸發(fā)脈沖電路由于正反饋的作用將保持道通狀態(tài)不變。如果此時(shí)在陽(yáng)極和陰極加上反向電壓，由于BG1和BG2均處于反向偏置狀態(tài)所以電路很快截止，另外如果加大負(fù)載電阻RL的阻值使電路電流減少BG1和BG2的基電流也將減少，當(dāng)減少到某一個(gè)值時(shí)由于電路的正反饋?zhàn)饔?，電路將很快從道通狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，我們稱這個(gè)電流為維持電流。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)短路可控硅的陽(yáng)極和陰極從而達(dá)到可控硅的關(guān)斷。可控硅可以理解成速度非?？斓膯蜗颍ɑ蛘唠p向）自

29、鎖繼電器。導(dǎo)通后繼電器自保持導(dǎo)通狀態(tài)，一旦符合關(guān)斷條件繼電器能復(fù)位（過(guò)零，或者門極可關(guān)斷）。利用可控硅可以調(diào)整加熱器兩端的平均電壓電壓的變化必然會(huì)帶來(lái)電流的變化從而控制加熱器。 繼電器加熱控制電路繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。常用的繼電器有如下幾種： 電磁繼電器電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的

30、作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。 熱敏干簧繼電器熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測(cè)和控制溫度的新型熱敏開(kāi)關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵(lì)磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)開(kāi)

31、關(guān)動(dòng)作。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。 固態(tài)繼電器（SSR）固態(tài)繼電器是一種兩個(gè)接線端為輸入端，另兩個(gè)接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。 固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。按開(kāi)關(guān)型式可分為常開(kāi)型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。本設(shè)計(jì)采用電磁繼電器作為加熱控制元件。6. 2 工作原理溫度控制部分主要由二次穩(wěn)壓電路，電橋和比較器組成。為了使供給電橋和LM3914分壓部分的電壓穩(wěn)定，由R1，VD16和IC1-1組成了二次穩(wěn)壓電路。利用LM358其中的一個(gè)運(yùn)放構(gòu)成電壓跟隨器，它的同相輸入

32、端3腳接穩(wěn)壓二極管VD16，由它的輸出端1腳輸出極其穩(wěn)定的5V電壓。再由R3，RP1和RP2對(duì)5V進(jìn)行分壓，供給LM9314的分壓器，使其低端RLO的4腳可以設(shè)為0-1.5V之間的任意值，而其高端RHI的6腳電壓可以在1.5-2.5V之間任意設(shè)定。在5V電壓源上，串聯(lián)有R6和溫度傳感器RT，它們的連接點(diǎn)A通過(guò)R7接到電壓比較器IC1-2的反相輸入端6腳。溫度傳感器RT（T413）當(dāng)溫度在150240之間變化時(shí)，其阻值大致，RT的阻值將低于1336（T413為正溫度系數(shù)），此時(shí)A點(diǎn)電位必然低于1.35V，即A點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電位，因此比較器IC1-2的7腳輸出為高電位，三

33、極管VT導(dǎo)通，繼電器S吸合，接通電熱絲Rx的電源進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度高于150時(shí)，由于RT阻值增大，A點(diǎn)電位將高于B點(diǎn)電位，于是IC1-2的7腳輸出為低電位，使VT截止，加熱停止。等到溫度低于150時(shí)，RT阻值減小，A點(diǎn)電位又會(huì)低于B點(diǎn)，于是又開(kāi)始加熱這樣就把溫度控制在150，達(dá)到了恒溫控制的目的。在比較器IC1-2的5腳，7腳之間接有R11（10M150，VD10電亮?xí)r就對(duì)應(yīng)240，總共為十級(jí)顯示，具體顯示的溫度由IC1-2的5腳電位決定。當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)S2在設(shè)定位置時(shí)，調(diào)節(jié)RP3就可以通過(guò)LED顯示的度數(shù)將溫度設(shè)定在所希望的溫度上。例如，欲將恒定溫度設(shè)定為200，那就應(yīng)該調(diào)節(jié)RP3使VD6發(fā)光。然

34、后將開(kāi)關(guān)S2撥到測(cè)控位置，如果實(shí)際溫度低于200，則電熱絲就開(kāi)始加熱，同時(shí)可以看到隨著溫度的不斷升高，VD1VD5會(huì)逐個(gè)點(diǎn)亮，一直到VD6電亮?xí)r，表示溫度已經(jīng)達(dá)到200，此時(shí)VT截止，通過(guò)繼電器S斷開(kāi)電熱絲的電源。當(dāng)溫度降到200以下時(shí)，又會(huì)再次接通電源開(kāi)始加熱。加熱控制部分電路圖如圖10：圖10 加熱控制電路BA6. 3 電路圖仿真以150為例，當(dāng)A點(diǎn)電壓低于B點(diǎn)電壓，比較器輸出高電位，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，電熱絲加熱如圖11:BA圖11 A點(diǎn)電壓低于B點(diǎn)電壓，比較器輸出高電位當(dāng)A點(diǎn)電壓高于B點(diǎn)電壓，比較器輸出低電位，三極管截止，繼電器斷開(kāi)，電熱絲停止加熱如圖12:BA圖12 A點(diǎn)電壓高于

35、B點(diǎn)電壓，比較器輸出低電位其加熱控制狀態(tài)如表3：表3 加熱控制狀態(tài)繼電器加熱絲高電位導(dǎo)通吸合加熱低電位截止斷停止加熱7 結(jié)果分析7. 1 制作與調(diào)試除變壓器T，電位器RP3，開(kāi)關(guān)S1，S2以及10個(gè)LED外，其余元器件全部按圖5-4所示安裝在一塊自制的印制電路板上，溫度傳感器RT要安放在恒溫箱內(nèi)，作為取樣。調(diào)試時(shí)，將一個(gè)0300的水銀溫度計(jì)靠近RT放置。先將S2置于測(cè)控位置，再調(diào)節(jié)RP3使B點(diǎn)電位最高，此時(shí)VT導(dǎo)通，開(kāi)始加熱。當(dāng)溫度計(jì)指示值為150時(shí)，調(diào)節(jié)RP2使VD1正好點(diǎn)亮。隨著溫度逐漸上升，等到溫度計(jì)指示值為240時(shí)，再調(diào)整RP1使VD10正好點(diǎn)亮。隨著溫度逐漸上升，等到溫度計(jì)指示值為240時(shí)，再調(diào)整RP1使VD10正好點(diǎn)亮即可。然后將RP3調(diào)到B點(diǎn)電位最低的位置，此時(shí)停止加熱，溫度會(huì)逐漸降低，直到溫度降到150時(shí)，VD1應(yīng)該正好點(diǎn)亮，否則應(yīng)再次微調(diào)RP2。上述過(guò)程重復(fù)幾次，再對(duì)RP1，RP2進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使得150時(shí)VD1正好點(diǎn)亮，240VD10正好點(diǎn)亮。然后將RP1，RP2用蜂蠟封固。 IC1選用AMP-03儀器放大器，可以單電源工作；IC2選用7812三端穩(wěn)壓集成電路；IC3選用LM3914，也可用國(guó)產(chǎn)SF3914，是一種應(yīng)用很廣泛的LED點(diǎn)/