文档介绍：电子技术综合训练
设计报告
题目： 简易温度控制器制作
姓名： 史全虎
学号：
班级： 自动化
同组成员：
指导教师：
日期：
电子技术综合训练任务书5
2012 年 秋 季学期
学生姓名
学 C时，用红色发光二极管发出报警信号；
5、 当水温在40°C~70°C之间时，用绿色发光二极管指示水温正常；
6、 电源：220V/50HZ的工频交流电供电。
（注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室稳压电源调 试）
7、 按照以上技术完成要求设计出电路，绘制电路图，对设计的电路用 Multisim或OrCAD/PspiceAD9. 2进行必要的仿真，仿真通过后购买元器件，用 万用板焊接电路，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。
2、系统设计
1系统要求
主要技术要求为将温度模拟信号转变为数字温度信号，再转化为控制信号， 对报警电路和控制电路进行控制。任务要求有四个温度控制点（分别存在各个器 件的控制）。如下（，红灯报警表示，绿灯表示正常）：
红灯 —► ** 绿灯 > •♦红 灯 ►
Hl. H2 Hl. H2 H1
40 C
50 C
60 C
70 C
图表1设计要求图
2. 2方案设计
根据任务要求，经查阅资料可采用555时基电路、比较运算放大器和555 集成逻辑电路的组合电路、纯比较运算放大器电路、单片机。
\S
方案一：555时基电路
Q 10K
68K 5
Cl
'
C2
Ip
「C4
C5
IC1555集成电路接成自激多谐振荡器，Rt为热敏电阻，当水温温度发生变 化时，由电阻器R1、热敏电阻器Rt、电容器Cl组成的振荡频率发生变化，频率 的变化通过集成电路IC1555的3脚送入频率解码器集成电路IC2 LM567的3脚， 当输入的频率正好落在IC2集成电路的中心频率时，8脚输出一个低电平，使得 继电器K导通，触电吸合，从而控制设备的通断，形成温度控制电路的作用。
方案二：单片机
对于单片机而言，由于现阶段专业知识有限，单片机还不能完全掌握，并且 其成本较组合电路更高。
方案三：组合电路
对组合电路而言，一个组合只能完成一个温度控制点的控制，成本较高并且 非常不实用。
方案四：纯比较运算放大器
运算放大器可以实现对温度控制的报警和控制加热。
综合考虑成本、 以下优点：输入输出规则、元件体积小、管脚少焊接简单、价格低廉。
测温部分方案：
方案一：利用温度传感器来采集温度，其性能稳定，精度较高，但由于价格 昂贵不经济。
方案二：利用热电偶，化率小，需修正冷节点温度，操作不便，使用要求较 高。
方案三：利用Ptioo热敏电阻，可测量小范围的温度，变化率较大，精度较 高，固有电阻较大，其Ptioo阻值为：R=100+0. 386t（t表示摄氏温度，单位是 % ,100表示0度时的电阻阻值）。且利用起始100 Q可组成桥式测量电路，符 合课题要求。
2. 3系统组成及工作原理
设计原理如下:
图表2设计原理图
系统组成及工作原理：由上面的拓扑图可以得出本温控系统主要由测温部 分，比较部分，报警部分，控制部分四部分组成，测温部分用热敏电阻将温度模 拟量转变为数字信号，与给定值在比较部分进行比较，输出高地电平来控制报警 部分的LED灯和控制部分LED灯,进而以弱电控制强电使控制部分的加热器工作， 达到控制温度的目的。
3、单元电路设计
R2
图表3测温原理图
如上图所示桥式温度测量电路，检测元件可采用100 Q可变电阻代替实际的 PtlOO热敏电阻,运放要选择输入电阻较大的运算放大器，其共模抑制比必须高 一点以保证运放的精度,为了使运放两输入端平衡， 等，K=5. 6k/=K(Ul-U2),工作原理是当热敏电阻电压改变的时候会给运放 输入一个电压差，这个电压差再经过以上的规律放大后可以输出一个电压信号， 此电压信号是随温度变化而正比变化的，这也为后面的比较电路提供了信号源。
3. 1. 2电路仿真
仿真图如右图，用可控电阻模拟热敏电阻。
图表4测温部分仿真图
选择使用100Q的可控电阻来模拟热敏电阻，连接桥式温度测量电路。为了 获得比较高的测量精度，电阻可以选用1%的五环金属膜电阻；或者采用电位器 调节得到两只匹配的300k电阻，尽可能实现匹配，提高电路的共模抑制比，A1 和A2要选择输入电阻较大的运算放大器，如TL082, A3