温度测量与控制电路
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温控电路原理温控电路是一种能够实现温度控制的电子设备,它在许多领域都有着广泛的应用,比如家用电器、工业生产、医疗设备等。
温控电路的原理是基于温度传感器检测环境温度,然后通过控制器对加热或冷却设备进行调节,以维持设定的温度范围。
本文将介绍温控电路的基本原理和常见的实现方式。
温度传感器是温控电路的核心部件之一,它能够将环境温度转换成电信号输出。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等。
其中,热敏电阻的电阻值随温度变化而变化,通过测量电阻值的变化可以得到环境温度。
热电偶则是利用两种不同金属导线的热电势随温度变化而变化的原理来测量温度。
而半导体温度传感器则是利用半导体材料的温度特性来实现温度测量。
控制器是温控电路的另一个重要组成部分,它根据温度传感器的信号来控制加热或冷却设备的工作状态。
常见的控制器有PID控制器、比例控制器、开关控制器等。
PID控制器是一种根据比例、积分和微分来调节控制量的控制器,它能够快速、稳定地调节温度,因此在许多需要精密温控的场合得到广泛应用。
比例控制器则是根据误差信号的大小来控制输出量的大小,它简单易用,成本较低,适用于一些简单的温控场合。
开关控制器则是通过开关的通断来控制加热或冷却设备的工作状态,它结构简单,成本低廉,但调节精度较低。
在实际的温控电路中,温度传感器将检测到的温度信号传输给控制器,控制器根据设定的温度范围来判断是否需要调节加热或冷却设备。
如果环境温度高于设定温度,则控制器会启动冷却设备进行降温;反之,如果环境温度低于设定温度,则控制器会启动加热设备进行升温。
通过不断地检测和调节,温控电路能够有效地维持环境温度在设定的范围内,从而保障设备或产品的正常运行。
总的来说,温控电路通过温度传感器检测环境温度,然后通过控制器对加热或冷却设备进行调节,实现对环境温度的精确控制。
不同的温度传感器和控制器组合可以实现不同精度和范围的温控要求。
温控电路在工业、家用等领域都有着广泛的应用前景,随着科技的不断发展,相信温控电路会有更多的创新和突破,为人们的生活和生产带来更多的便利和效益。
温度是一个与人们生活和生产密切相关的重要物理量。
温度的测量和控制技术应用十分广泛。
在工农业生产和科学研究中,时常需要对某一系统的温度进行测量,并能自动的控制、调节该系统的温度。
本设计主要结合摹拟电子技术和数字电子技术的基本知识来实现温度测量与控制,温度测量电路运用铂热电阻温度传感器,控制电路是通过两个电压比较电路来实现,声光报警装置采用 LED 和蜂鸣器构成。
工作原理主要是利用温度传感器把系统的温度通过A\D 转换电路将电信号转换成数字信号,并通过与之连接的译码电路中显示出来,译码显示部份应用有内置译码器的四输入数码管完成,而 8 位二进制数到 8421BCD 码的转换由 74185 来实现。
同时电压信号通过电压比较器与输入电压比较决定输出是高电平或者是低电平,进而控制下一个电路单元的工作状态。
调温控制电路中,测量温度大于设定温度时,控制电路接通降温设备对其降温,测量温度小于设定温度时,控制电路接通加热设备对其加热。
报警系统是将测量温度与上下限温度通过电压比较器比较。
温度传感器差动放大电路二阶低通有源滤波器 A/D 转换电压比较器控制温度声光报警1. 测量温度范围为 20℃~165℃,精度 0.50℃;2. 被测量温度与控制温度均可数字显示;3. 控制温度连续可调;4. 温度超过设定值时,产生声光报警。
1.方案比较方案一:系统方框图如图 1 所示, 温度传感器测量被测量的温度, 转换成电压信号后经过滤波消 除干扰信号, 放大电路将所测信号幅度与后续电路的工作范围做一匹配, 所得实用信号经过 A/D 转换专职转换成数字信号。
此数字信号经三条路径:其一,进入超限报警装置与所设定 的温度范围进行比较,若超限则发出声光报警;其二,经过码制转换后进入数码管显示当前 所测温度; 其三, 进入数字比较器与输入的控制温度进行比较, 产生温度控制机构的工作信 号, 同时显示输入的控制温度。
此系统可以对被测体的温度进行实时跟踪测量, 并进行有效 控制,总体上实现了温度的测量与控制。
温度控制电路原理
温度控制电路原理是基于热敏元件的特性来实现的。
一个常见的温度控制电路原理是通过一个热敏电阻来感知环境温度的变化,并将变化的信号转换为电信号。
热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的元件。
当环境温度上升时,热敏电阻的电阻值下降,反之亦然。
因此,通过测量热敏电阻的电阻值,可以得出当前环境的温度。
为了实现温度控制,通常需要将热敏电阻与其他元件如运算放大器、比较器等组合在一起构成一个反馈控制系统。
该系统的作用是根据环境温度的变化,对输出信号进行调节,以实现温度的控制。
具体来说,可以将热敏电阻的电阻值与标准温度进行比较,并将比较的结果输入到比较器中。
根据比较结果,比较器可以产生一个高电平或低电平的输出信号。
该信号经过运算放大器的放大,然后通过控制器或执行器来实现温度的控制。
比如,当热敏电阻的电阻值高于设定的标准温度时,比较器将输出一个高电平信号,控制器会根据该信号来切断加热器的电源,从而降低环境温度。
当热敏电阻的电阻值低于标准温度时,比较器将输出一个低电平信号,控制器会根据该信号来打开加热器的电源,增加环境温度。
通过这样的反馈控制系统,可以实现对环境温度的精确控制。
当环境温度接近设定的标准温度时,反馈控制系统能够及时地
进行调整,以使环境温度保持在设定范围内。
除了热敏电阻,还可以使用其他热敏元件如热敏电容、热敏二极管等来实现温度控制。
它们的原理基本类似,都是通过测量热敏元件的特性来感知环境温度的变化,并通过反馈控制系统来实现温度的控制。
温控电路温度的设定原理温控电路用于控制设备或系统中的温度,它能够根据设定的温度值自动调节系统状态,以使温度保持在预定范围内。
温控电路的设定原理主要包括以下几个方面:1. 温度测量:温控电路首先需要通过传感器或其他温度测量设备来测量当前环境或系统的温度。
常用的温度测量传感器包括热敏电阻、热电偶和红外传感器等。
这些传感器在受到温度影响时会产生相应的电信号,温控电路可以通过接收和解析这些信号来获取当前的温度数值。
2. 温度设定:温控电路中需要设定一个或多个目标温度值,这些设定值用于指示系统需要保持的温度范围。
例如,在家用空调中,用户可以设定期望的室内温度为25摄氏度。
3. 温度比较:温控电路通过将当前温度数值和设定温度值进行比较,以确定系统是否需要进行调节。
当当前温度大于设定温度时,温控电路会判断系统需要降温,相反,当当前温度小于设定温度时,温控电路会认为系统需要加热。
4. 控制输出:根据比较结果,温控电路将做出相应的控制输出。
通常情况下,温控电路会输出一个开关信号,根据需要开启或关闭对应的控制设备,如冷却风扇、加热器、压缩机等。
比如在空调系统中,当室内温度高于设定温度时,温控电路会发送信号给压缩机,使其开始工作以降低温度。
5. 反馈控制:为了实现更精确的温度控制,温控电路通常还会采用反馈控制的方式。
通过不断地检测和调整温度,温控电路能够及时反馈温度的变化,并根据反馈信息调整控制输出,以使系统能够更快速和精确地达到设定的温度值。
温控电路的设定原理基于控制理论中的反馈控制原理,并结合具体的传感器、比较器、控制器等电子元件来实现。
其核心思想是根据温度测量值和设定值之间的差异来控制系统输出,使温度保持在合适的范围内。
其中,温度测量和设定是关键的输入,而比较和控制输出是温控电路实现系统控制的核心。
总结起来,温控电路的设定原理是通过温度测量、温度设定、温度比较和控制输出等步骤,以实现对系统温度的自动控制。
这一原理在诸多领域和设备中得到了广泛应用,从家电中的空调、电冰箱到工业设备中的热处理系统都需要使用温控电路来实现精确的温度控制。
PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压 mV0 100.00 124.381 100.39 124.850 119.40 147.79100 138.51 170.64150 157.33 192.93200 175.86 214.68250 194.10 235.90300 212.05 256.59350 229.72 276.79400 247.09 296.48450 264.18 315.69单片机的 10 位 A/D 在满度量程下,最大显示为 1023 字,为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为 10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果,而是得到 11.635的结果。
目录第1章摘要 (1)第2章设计目的与意义 (2)第3章案论证与确定 (3)3.1系统方案的确定 (3)3.1.1方案一 (3)3.1.2方案二 (3)3.2测量显示方案的确定 (4)3.2.1方案一 (4)3.2.2方案二 (5)3.3 温度传感模块 (5)3.3.1方案一 (5)3.3.2方案二 (6)3.4 数字显示与温度范围控制模块 (9)3.4.1 A/D转换部分 (9)3.4.2 控制温度设定与温度超限判断部分有两种方案: (10)第4章系统工作原理分析 (12)4.1 AD转换 (12)4.2 码制的转换 (14)4.3译码显示 (17)4.4 控制温度设定 (18)4.5 温度超限判断 (20)总结 (22)参考文献 (23)第1章摘要温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。
本次设计主要运用基本的测控技术知识及其基本的温度传感器知识,从基本的单元电路出发,实现了温度测量与控制电路的设计。
总体设计中的主要思想:一、达到设计要求;二、尽量应用所学知识;三、设计力求系统简单可靠,有实际价值。
温度传感选用高精度摄氏温度传感器LM35进行数据采集,通过UA741芯片构成同相比例器实现放大。
AD转换部分使用集成芯片AD5740;二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现;显示译码部分用4511和七段数码管实现;温度控制范围设定采用数字设定方式,用十进制加计数器74LS160和锁存器74LS175实现;温度的判断比较通过数值比较器74LS85的级联实现。
声光报警利用555定时器构成多谐振荡器组成。
温度控制执行部分采用继电器控制的加热制冷装置来实现。
此模块的存在,提高了该系统在工业上的实用性。
【关键词】温度测量、A/D转换、温度控制、声光报警、译码显示、555定时器第2章设计目的与意义随着电子技术的高速发展,对电子方面人才的要求越来越高,不仅要求其具备相关的专业理论知识,还要求其具有较强的设计、制作等实践动手能力。
PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支 3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:温度℃PT100 阻值Ω传感两端电压 mV0 100.00 124.381 100.39 124.850 119.40 147.79100 138.51 170.64150 157.33 192.93200 175.86 214.68250 194.10 235.90300 212.05 256.59350 229.72 276.79400 247.09 296.48450 264.18 315.69单片机的 10 位 A/D 在满度量程下,最大显示为 1023 字,为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为 10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照 (500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果,而是得到 11.635的结果。
温度测量、控制用NTC热敏电阻器
外形结构
环氧封装系列NTC热敏电阻
玻璃封装系列NTC热敏电阻
应用电路原理图
温度测量(惠斯登电桥电路)
温度控制
应用设计
•电子温度计、电子万年历、电子钟温度显示、电子礼品;
•冷暖设备、加热恒温电器;
•汽车电子温度测控电路;
•温度传感器、温度仪表;
•医疗电子设备、电子盥洗设备;
•手机电池及充电电器。
温度补偿用NTC热敏电阻器
产品概述
许多半导体和ICs有温度系数而且要求温度补偿,以在较大的温度范围中达到稳定性能的作用,由于NTC热敏电阻器有较高的温度系数,所以广泛应用于温度补偿。
主要参数
额定零功率电阻值R25 (Ω)
R25允许偏差(%)
B值(25/50 ℃)/(K)
时间常数≤30S
耗散系数≥6mW/ ℃
测量功率≤0.1mW
额定功率≤0.5W
使用温度范围 -55 ℃ ~+125 ℃
降功耗曲线:
应用原理及实例。
热电偶测温电路热电偶测温电路是一种常用的温度测量电路,利用热电偶产生的电压信号来测量物体的温度。
本文将介绍热电偶的原理和应用,以及构建热电偶测温电路的基本步骤和要点。
一、热电偶的原理和应用热电偶是利用两种或多种不同金属的热电效应产生电压信号的温度传感器。
当两种金属连接成闭合回路,形成一个金属电偶后,当两个接点处于不同温度时,会产生电动势差。
这个电动势差与金属的热电性质以及接点温度差有关,可以通过测量电动势差来计算出被测物体的温度。
热电偶具有测量范围广、响应速度快、精度高等优点,因此被广泛应用于工业生产和科学研究领域。
常见的应用包括温度控制、过程监控、热处理、燃烧控制等。
二、构建热电偶测温电路的基本步骤和要点1. 材料准备:准备好热电偶、引线、电源、放大电路等所需材料和设备。
2. 热电偶的连接:将热电偶的两个接点分别连接到放大电路的输入端,确保连接牢固可靠。
3. 引线的引出:将热电偶的引线引出测量现场,保持引线的良好绝缘和屏蔽,以避免外界干扰。
4. 电源的连接:将电源连接到放大电路,提供所需的工作电压。
5. 放大电路的调试:根据具体情况选择合适的放大电路并进行调试,以确保测量信号能够被准确放大并输出。
6. 温度显示和记录:连接合适的显示装置或记录装置,以实时显示或记录测量到的温度数值。
在构建热电偶测温电路时,需要注意以下要点:- 热电偶的选择:根据被测物体的温度范围和需求,选择适合的热电偶型号和材料。
- 引线的布线:引线的布线应尽量减少电磁干扰,避免与其他电路或设备共享同一电源线路。
- 温度补偿:对于远程测温或长引线测温,需要进行温度补偿,以减小引线的温度误差。
- 放大电路的选择:根据需要选择适当的放大电路,确保测量信号能够被放大和处理。
- 精度校准:热电偶测温电路在使用前需要进行精度校准,以确保测量结果的准确性。
三、总结热电偶测温电路是一种常用的温度测量电路,通过测量热电偶产生的电压信号来测量物体的温度。
ntc热敏电阻电路设计引言热敏电阻(NTC)是一种基于温度变化而改变电阻值的电子元件。
在电路设计中,NTC热敏电阻常被用于测量温度、温度补偿和温度控制等应用。
本文将深入探讨NTC热敏电阻电路的设计原理、特性及应用。
一、NTC热敏电阻的基本原理NTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低,具有负温度系数。
其基本原理是:在NTC热敏电阻内部,电子和空穴的浓度随温度的升高而增加,导致载流子的浓度增加,从而使电阻值下降。
二、NTC热敏电阻的特性1. 温度-电阻特性曲线NTC热敏电阻的温度-电阻特性曲线呈指数关系,即温度每升高1摄氏度,电阻值下降的幅度随温度的升高而增大。
2. 灵敏度NTC热敏电阻的灵敏度是指单位温度变化引起的电阻变化。
灵敏度越高,NTC热敏电阻对温度变化的响应越敏感。
3. 热时间常数热时间常数是NTC热敏电阻温度响应速度的指标,表示电阻值变化至稳定值所需的时间。
热时间常数越小,NTC热敏电阻的响应速度越快。
三、NTC热敏电阻电路设计NTC热敏电阻常用于温度测量、温度补偿和温度控制等电路中。
下面将介绍几种常见的NTC热敏电阻电路设计。
1. 温度测量电路温度测量电路是最常见的NTC热敏电阻应用之一。
该电路通过测量NTC热敏电阻的电阻值来间接测量温度。
一种简单的温度测量电路如下: - 连接一个恒流源和NTC热敏电阻,形成电压分压电路。
- 将NTC热敏电阻的电阻值与温度之间的关系通过查找表或数学模型来确定。
2. 温度补偿电路在某些电路中,温度的变化会导致其他元件的性能发生变化,从而影响整个电路的工作稳定性。
为了解决这个问题,可以使用NTC热敏电阻作为温度补偿元件,以调整其他元件的工作参数,使电路在不同温度下保持稳定。
3. 温度控制电路温度控制电路利用NTC热敏电阻的特性,实现对温度的精确控制。
一种常见的温度控制电路是基于PID控制算法的闭环控制系统,其中NTC热敏电阻用于测量温度,控制器根据测量值与设定值的差异来调整加热或冷却元件的工作状态。
PT100与热敏电阻相反,热敏电阻温度越高电阻值越小pt100温度测量电路,温度传感器PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200℃ 至650℃ 的范围.本电路选择其工作在 -19℃ 至500℃ 范围.整个电路分为两部分,一是传感器前置放大电路,一是单片机 A/D 转换和显示,控制,软件非线性校正等部分.前置放大部分原理图如下:GAGGAGAGGAFFFFAFAF传感器的接入非常简单,从系统的 5V 供电端仅仅通过一支3K92 的电阻就连接到 PT100 了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式.按照 PT100 的参数,其在0℃ 到500℃ 的区间内,电阻值为 100 至280.9Ω,我们按照其串联分压的揭发,使用公式:Vcc/(PT100+3K92)* PT100 = 输出电压(mV),可以计算出其在整百℃时的输出电压,见下面的表格:GAGGAGAGGAFFFFAFAF单片机的 10 位 A/D 在满度量程下,最大显示为 1023 字,为了得到 PT100 传感器输出电压在显示 500 字时的单片机 A/D 转换输入电压,必须对传感器的原始输出电压进行放大,计算公式为:(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压( mV/℃ ) ,(Vcc=系统供电=5V),可以得到放大倍数为 10.466 。
关于放大倍数的说明:有热心的用户朋友询问,按照(500/1023 * Vcc)/传感器两端电压不能得到 10.466 的结果,而是得到 11.635的结果。
实际上,500 个字的理想值GAGGAGAGGAFFFFAFAF是无法靠电路本身自然得到的,自然得到的数字仅仅为 450 个字,因此,公式中的500℃ 在实际计算时的取值是 450 而不是 500 。
450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。
实验三十二温度传感器温度控制实验1.了解温度传感器电路的工作原理2.了解温度控制的基本原理3.掌握一线总线接口的使用这是一个综合硬件实验,分两大功能:温度的测量和温度的控制。
1.DALLAS 最新单线数字温度传感器 DS18B20 简介Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。
适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或者过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品不同,新的产品支持3V~5.5V 的电压范围,使系统设计更灵便、方便。
DS18B20 测量温度范围为 -55°C~+125°C,在-10~+85°C 范围内,精度为±0.5°C。
DS18B20 可以程序设定 9~12 位的分辨率,及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中,掉电后依然保存。
DS18B20 内部结构DS18B20 内部结构主要由四部份组成: 64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。
DS18B20 的管脚罗列如下: DQ 为数字信号输入/输出端; GND 为电源地; VDD 为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
光刻ROM 中的 64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看做是该DS18B20 的地址序列码。
64 位光刻 ROM 的罗列是:开始 8 位(28H)是产品类型标号,接着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号,最后 8 位是前面 56 位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。
光刻 ROM 的作用是使每一个 DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目的。
DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量,以 12 位转化为例:用 16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以 0.0625℃/LSB 形式表达,其中 S 为符号位。
Experimental subject:This subject is using temperature sensors to measure temperature and send the temperature to other place.Design Ideas:1.In order to measure and control the temperature ,we must take the degree of temperature to voltage.we can use temperature sensors to make the temperature chang to an electrical signal,then amplify this electrical signal and use the A/D converter to chang it to digital signal.So we can sent it.2.There are many ways to send the digital signal.We choose the easiest way that use the PC to send.First we transfer the digital signal into PC.Then use the PC to calculate to make the digital signal reduce to the temperature.Next we can send the temperature tot the Target phone though QQ and e-mail.The structure chart of the system:Detailed Introduction:1.The temperature transfer to the voltage.There are two ways that use temperature sensors to measure temperature:①:use the Wheatstone bridge.The three resistance of the bridge have constant resistanceand the last one is the sensor .So we also can get the voltage.design a constant current source to though the sensor that we can measure voltage of the sensor,then we get the voltage.(Figure1-1)②:design a constant current source to though the sensor that we can measure voltage of thesensor,then we get the voltage.(Figure1-2)But the voltage is not proportional to the resistance of the sensor though the Wheatstone bridge.So the data processing is more difficult.Because of this,we choose electric circuit of Figure1-2 to get the voltage.2.Signal amplificationWe use the Differential amplifier to amplify the signal of the sensor.Differential amplifier is an electric circuit that can amplify the D-value of two input voltage.Because it is a direct- coupled amplifier whose zero drift is small,we always use it for direct-current amplification.It's elementary diagram.(Figure2-1)3.A/D converterIn order to transfer the voltage to the digital signal that PC can calculate.We need analogue-digital converter (Short Title A/D) that can chang analog signal to digital signal.So we can get digital signal though A/D.4.PC CalculateTransfer the digital signal we get to the PC.And we use PC to write a computer program tocalculate the digital signal to get the degree of temperature.This program can be w rite by C language or Java.5.Send and ReceiveWe get the degree though PC's calculating.Then we send it to the Target phone though QQ or e-mail.So,we complete the temperature's getting controlling and receiving.This is the detail introduction of whole system.。
温度控制电路实验报告篇一:电子技术课程设计报告温度控制电路电子技术课程设计报告学院: 电气学院专业班级: 学生姓名: 指导教师: 完成时间: 成绩:1电力电子课程设计报告温度控制电路一. 设计要求(1)(电路能够在一定范围内测量温度,对温度变化产生相应的反应。
(2)(能够预先设定一个温度,当温度低于设定值温控电路开始加热,高于设定值电路进入保温状态。
(3)(控制温度连续可调。
(4)(电路的加热和保温状态各有不同的灯光提示。
设计的作用、目的测温电路利用传感器监测外界温度的变化,通过差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号的变化放大,然后根据模拟电路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系,输出信号接LM324单限比较器,并可通过设定比较电压的大小设定开始加热的温度,经过继电器控制加热保温环节的状态,来实现对温度的控制。
该电路还具有灯光提示功能,当被测温度超出设定温度时,电路进入保温状态同时保温提示灯亮,当被测温度低于设定温度时,电路进入加热状态同时加热提示灯亮,使它的功能更加完善,使用更加方便。
本设计采用温度测量、信号放大、保温加热环节三部分来具体实现上述目的。
二.设计的具体实现1( 系统概述由于本设计是测温及控制电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,设计需要用到测温电路,放大电路,比较电路,保温加热电路。
温度传感器采用铂热电阻,放大电路采用差动放大电路。
图1.1 原理框图2原理及工作过程:实验原理如图1.1所示,温度测量电路由正温度系数电阻特性的铂热电阻R3为一臂组成测温电桥,经测量放大器后输出,将其值与控制温度相比较,超出设定温度电路进入保温状态,保温指示灯亮,低于设定温度时,电路进入加热状态同时加热指示灯亮。
由电路工作原理,本系统可划分为三个模块: 1).温度测量电路 2).差动放大电路 3).保温加热电路2(单元电路设计与分析1).温度测量电路实现方式:桥式电路,如图利用电桥将随温度变化的组织转化为电压,电桥输出的电压为:Ux=Ucc(R2*Rp1—R1*R3)/(R2+R3)(R1+Rp1)VCC6V4U1A1LM324N11VEE-5VR660.8kΩR760.8kΩ11U1B7LM324N432).差动放大电路在本模块中,采用由三片LM324N构成的高阻抗差动放大器,其特点为:(1)高输入阻抗。
电路温度传感与测量如何测量和控制电路中的温度在电子设备的运行过程中,温度的控制是非常重要的。
过高的温度会导致电路的故障和损坏,而过低的温度则可能影响电子元件的正常工作。
因此,电路温度的测量和控制就显得尤为重要。
本文将介绍电路温度传感与测量的原理,以及如何控制电路中的温度。
一、电路温度传感与测量的原理电路温度传感与测量的原理一般是利用热敏电阻或热电偶等传感器来实现。
其中,热敏电阻是一种随温度变化而改变电阻值的元件,而热电偶则是利用两个不同金属导线的热电效应来测量温度变化。
这些传感器的特性使得它们能够将温度变化转换成电信号输出。
在电路中,一般会借助运算放大器等电路来将传感器的电信号放大,并通过模数转换器将其转换成数字信号。
然后,再通过微处理器或单片机进行信号处理和数据显示。
整个过程中需要注意的是,要根据具体的传感器特性和测量要求来选择合适的电路元件和参数。
二、电路温度传感与测量的方法1. 热敏电阻法热敏电阻法是一种常见且简单的电路温度测量方法。
它利用热敏电阻的温度特性,通过测量电阻值的变化来推算温度的变化。
具体使用该方法时,需要将热敏电阻安装在需要测量温度的位置上,然后通过电路将电阻与电源相连。
当环境温度发生变化时,热敏电阻的电阻值也会随之发生变化。
通过测量电阻值的变化,可以推算出对应的温度变化。
2. 热电偶法热电偶法是另一种常用的电路温度测量方法。
它利用两个不同金属导线形成的热电偶,在温度变化下产生的热电效应,通过测量热电偶的输出电压来推算温度的变化。
使用该方法时,需要将热电偶的焊点部分安装在需要测量温度的位置上,然后通过电路将热电偶的两个导线与电压测量电路相连。
当环境温度发生变化时,热电偶的焊点处会产生一定的温差,进而在两个导线之间产生电势差。
通过测量这个电势差,可以推算出对应的温度变化。
三、控制电路中的温度除了测量电路温度外,还需对电路的温度进行控制,以确保电路的正常运行。
常见的控温方法有以下几种:1. 风扇散热风扇散热是一种简单有效的控温方法。
实验三温度控制电路的设计一、实验目的(1)了解传感器的基本知识,掌握传感器的基本用法。
(2)了解有关控制的基本知识。
(3)掌握根据温度传感器来设计控制电路的基本思路。
二、设计指标与要求(1)电源:+12V或±12V单双电源供电均可。
(2)要求温度设定范围为-20℃—+130℃,温度非线性误差不得超过±5℃。
(3)控制部分:监控温度高于设定的上限温度或低于设定的下限温度时,分别点亮不同颜色的二极管。
三、实验原理与电路本实验要求根据监控温度来做出相应的报警响应,该温度传感控制系统如图1所示。
图1 温度传感器控制框图(一)温度传感器将温度信号转换为电信号,经过信号处理电路对其进行处理,最后通过报警控制电路来控制发光二极管的指示。
(一)温度传感器1、有关温度传感元件介绍集成芯片LM35。
LM35是美国国家半导体公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一,它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度呈线性关系。
因而,从使用角度来说,LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处,LM无须外部校准和微调,可以提供常用的室温精度。
特点与基本参数:直接以摄氏温度校准:线性比例因数:+10.0mV/;0.5℃的精确性保证(+25℃);额定全工作范围:-55~+150℃;电压供电范围:直流4~30V;漏电电流:小于60μA;低自发热量,在静止空气中:0.08℃;非线性特性:±1/4℃;封装形式及管脚说明、典型应用:LM35采用TO--220塑料封装形式,其引脚排列如图2所示。
典型应用如图3所示,在图4中,若R=-V S/50μAVOUT =+1500mV (+150℃)=+250mV (+250℃)=-550mV (-55℃)图2 LM35引脚排列图图3 基本摄氏温度图4全工作范围摄氏传感器(例一)温度传感器(例二)典型性能特性如图5所示:图5 最小电压输入与温度关系(2)温度传感元件的选择根据设计指标与要求中对电源的要求,热敏电阻、LM35和AD590都可以选用,但根据对传感器工作条件和精度要求综合考虑,选择LM35作为温度传感元件。
《电子技术》课程设计报告题目温度测量与控制电路学院(部)电子与控制工程学院专业建筑设施智能技术班级32060801学生姓名孙文涛学号**********6 月12 日至6 月22日共1.5周指导教师(签字)温度测量与控制电路广泛应用于生产生活中的各个方面,特别是在工业生产中,温度自动控制已经成为一个相当成熟的技术。
本次课程设计给我们创造了良好的学习机会:一是查阅资料将自己所学的数字电子技术,模拟电子技术,以及传感器的相关知识综合运用,二是系统了解温度监测特别是工业上的温度控制的详细过程,为日后的学习和工作增长知识,积累经验。
在确定课设题目,经仔细分析问题后,实现温度的测量与控制方法很多,大致可以分为两大类型,一种是以单片机为主的软硬件结合方式,另一种是用简单芯片构成实现电路。
由于单片机知识的匮乏,我们决定用后者实现。
共同确定了总的电路结构,将设计分为三部分,陈涛负责温度传感部分,孙文涛负责温度显示和温度范围控制部分,张晓阳负责温度控制执行电路和声光报警部分。
温度传感部分由热电偶构成的温度传感器,数字显示和设定控制部分由模数转换器AD574A、281024 CMOS EEPROM、锁存器74LS175等组成,声光报警和温控加热降温执行电路主要用时基芯片555构成的多谐振荡器和单稳态电路组成。
在确定了单元电路的设计方案后,我们在总结出总体方案框图的基础上,应用Multisim11.0仿真软件画出了各单元模块电路图,最后汇总电路图。
由于缺少实践经验,并且知识有限,所以本次设计中难免存在缺点和错误,敬请老师批评指正。
设计者2010年6月20日课题名称 (1)摘要 (1)关键词 (1)设计要求 (1)正文 (1)一、系统概述和总体方案论证与选择 (1)二、单元电路设计 (2)(一)温度传感模块 (3)(二)数字显示与温度范围控制模块 (3)1、方案的论证与选择 (3)2、AD转换与解码 (8)3、译码显示 (10)4、控制温度设定 (11)5、温度超限判断 (12)6、多路温度循环检测功能 (13)7、方案的优点与缺点以及改进 (14)(三)声光报警 (15)(四)温度控制执行 (15)三、总体电路图 (16)四、结束语 (16)五、参考文献 (17)六、元器件明细 (17)七、收获体会 (27)八、鸣谢 (27)附录 (27)教师评语 (28)【课题名称】温度测量与控制电路【摘要】温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。
本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识,从基本的单元电路出发,实现了温度测量与控制电路的设计。
总体设计中的主要思想:一、达到设计要求;二、尽量应用所学知识;三、设计力求系统简单可靠,有实际价值。
温度传感采用热电偶和温度补偿原理。
AD转换部分使用集成芯片AD574A;二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现;显示译码部分用74LS48和数码管实现;温度控制范围设定采用数字设定方式,用74LS160十进制加计数器和锁存器74LS175实现;温度的判断比较数值比较器74LS85的级联实现;通过使用74LS160和ADG508F实现了多路温度循环监测功能。
声光报警加入了单稳态。
温度控制执行部分采用555构成的单稳态电路,提高了加热系统与降温系统的稳定性和实用性。
【关键词】:温度传感器A/D转换控制温度声光报警二进制转BCD 译码显示【设计要求】1. 测量温度范围为200C~1650C,精度 0.50C;2. 被测量温度与控制温度均可数字显示;3. 控制温度连续可调;4. 温度超过设定值时,产生声光报警【正文】一、系统概述和总体方案论证与选择方案A.如图1-1所示,温度传感器部分将温度线性地转变为电压信号,经过滤波放大,一路输入A/D 转换电路,经过译码进行数字显示,另一路与滑变分压经过电压比较器进行比较输出高低电平指示信号,温度控制执行模块和声光报警部分。
图1-1 总体设计方案A框图方案B.如图1-2所示,温度传感和A/D转换,译码显示,温控执行和报警均与方案A相同,不同处在于控制温度设定方式和温度超限判断方式。
方案A的超限判断模块和控制温度设定主要使用模拟信号,该方案易受外界干扰如使用环境温度等因素,另外由滑变设定温度不易调节精确,实际中,若采用电池供电,电源电压的变化会影响其温控范围的准确性。
方案B主要采用数字芯片逻辑控制实现,其工作的稳定性准确性和功能扩展性较强。
图1-2 总体设计方案B框图二、单元电路设计(一)温度传感模块如图2-1-1所示,温度传感把模块把温度大小转化为电压信号,传入数字显示与温度范围控制模块。
使用时将热电偶的热端(工作端)放入被测量的环境中,注意连接导线选用阻值受温度影响小的材料,且有良好的绝缘材料包裹。
长时间使用后可对电路进行校准,在标准温度下,测量输出电压值,并通过调整滑动变阻器进行校准。
其输出电压U o(V)和温度T(℃)的关系式为U o=0.02384*T。
图2-1-1 温度传感模块电路图(二)数字显示与温度范围控制模块1、方案的论证与选择经分析,数字显示与温度范围控制模块的核心主要有两部分:(1)A/D转换和码制转换部分(2)温度范围设定与温度超限行为判断部分每部分分别有两种方案:(1)A/D转换部分方案A.首先要把温度传感器的电压信号转换成频率不同的矩形波信号。
如图2-2-1所示,电压/频率转换电路由一只运算放大器和一只555以及少量电阻和电容组成,运算放大器部分作成差分积分电路,同相输入端是由555的3脚输出端反馈加来的,由于555的触发电平是1/3V CC,因此当输入电压信号i U在1/2V CC 内变化时,该电路的输入电压U i和输出的矩形波的频率0f具有良好的线性关系(由于该方案最终未被采纳,只给出V/F对应关系表作为参照,见表1,该电路的具体原理和U i~0f线性关系的详细计算和在此不再赘述)。
图2-2-1 555和差分积分放大电路构成的V/F转换器V/F转换关系对应表表1R3 220kΩ22kΩ10kΩ5KΩC3 1μF 0.1μF 2μF 200pFR1,R2 1MΩ220kΩ100k 10kΩC1,C2 2μF 0.1μF 2nF 300pF频率/电压1Hz/V 100Hz/V 10kHz/V 100kHz/VV/F转换器输出的频率不同的矩形波信号要转化成可数字显示的BCD码,如图2-2-2所示,频率---8421BCD码的转换由4片同步十进制加法器74LS160实现,第(1)片74LS160的R CO进位输出接第(2)片的CLK时钟信号输入端,当第(1)片74LS160计数器进位时,第(2)片74LS160加1,第(2)片再向第(3)片74LS160进位,以此类推,4组Q D Q C Q B Q A分别为百位、十位、个位、小数位,分别经过4片锁存器74LS175,接到4片七段数字显示译码器74LS48,再连接数码管即可实现温度的十进制数显示。
图2-2-2 频率信号转BCD码把4片锁存器74LS175的CLK时钟端接在一起,引出节点①。
4片74LS160的清零端接在一起,引出节点②。
V/F转换器的频率信号经过图2-2-4中的与门“U2A”进入③。
节点①和②的波形关系需满足如图2-2-3所示关系,即满足“先锁存,后清零”,这样,在“计数开始”(②的上升沿)到“锁存器状态翻转”(①的上升沿)的这段时间t内,通过的波形周期数就等于数码管上显示的数字。
时间t的大小可以通过调节图2-2-4中的R、C参数来调整,t =0.7R2C1≈0.49s,使其在这段时间内恰巧通过一定的周期数,就可以使计数器计数到该温度并显示出来。
比如,当温度为10.0℃时,V/F转换电路产生一定频率的矩形波,在指定的时间t内,使其恰巧通过100个完整波形,四片计数器的输出状态为0000 0001 0000 0000,即可译码显示为“10.0”代表10.0℃图2-2-3 方案A中节点①和②的波形关系该波形由图2-2-4所示电路产生。
电容C3起到消除竞争与冒险的作用,没有C3,可能使锁存器锁入数据0000 0000 0000 0000,数码管上会显示0.0 (℃)。
并引起错误报警,和温控执行电路的不合理启动。
图2-2-4 方案A 清零信号,计数信号,锁存信号产生电路综上所述,该电路工作过程复杂,虽然理论上可行,也通过了在Multisim中的模拟检测,但是在实际中,图2-2-4中的RC参数也都会受到温度影响,造成测量温度不准确,如果电容C3短路,更可能造成误报警和错误加热操作的不良后果。
另外,该电路的功耗太大,不利于实际应用。
所以,最终放弃了该方案。
方案B采用集成芯片AD574A 作为模数转换芯片,AD574A 是美国模拟数字公司(Analog )推出的单片高速12位逐次比较型A/D转换器,内置双极性电路构成的混合集成转换显片,具有外接元件少,功耗低,精度高等特点,并且具有自动校零和自动极性转换功能,只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D 转换器。
AD574A可以把电压信号转换成二进制数,但是二进制数并不能直接在数码管上显示,所以AD574A输出的二进制数到8421BCD码的转换成为该方案的核心问题,经过查阅大量资料,最终决定采用281024 CMOS EEPROM实现二进制到8421BCD码的,其电路连接简单,转换效率高,功耗低,出错率低。
综上所述,B方案工作稳定性强,不易出错,所以采用B方案。
具体电路和实施方案见后文“2.AD 转换与解码”。
AD574A的详细资料见“元器件明细”。
(2)控制温度设定与温度超限行为判断部分有两种方案:A.如图2-2-5所示,通过旋动滑动变阻器获得不同的分压代表相应的的温度值,分压一路通过AD转换显示设定温度,一路经过电压比较器和温度传感模块输出的Ui进行比较,输出高低电平指示信号控制报警和温控执行模块。
该方式虽然简便可行,但其受外界环境干扰较大,当实际温度在控制温度附近时,有可能由于其他干扰比如滑动变阻器上的电压若有电池提供,其输出电压会随着使用时间的增加而变化,无人值守时,设定的温度会随着电池电压的减小而变化,达不到理想的温控效果,温度控温精度并不高。
图2-2-5 控制温度设定与温度超限行为判断方案A思路框图B.采用数字设定方式。
如图2-2-6所示:通过计数器精确设定温控范围,以8421BCD码的形式保存到锁存器中,经过级联的数值比较器与EEPROM输出的代表温度的8421BCD码进行比较。
来判定温度是否超限,由数值比较器输出高低电平作为指示信号控制报警和温控执行电路。
综上所述,B方案温度设定简单方便,控制更加精确,工作稳定性更好。