水温控制系统 电子技术课程设计.doc
《水温控制系统 电子技术课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水温控制系统 电子技术课程设计.doc(16页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、目 录1 任务和要求32 总体方案设计与选择32.1 设计原理及方法32.2 单元模块设计42.2.1 电源模块43.2.2 温度传感器模块43.2.3 放大器模块53.2.4 比较器模块73.2.5 继电器模块83.2.6 加热模块93.2.7温度过低报警模块102.3电路的安装与调试103.3.1 电路的安装103.2.2 电路的调试113 电路的仿真124 设计总结12参考文献14附 录 元件清单1附 录 整体电路图21 任务和要求 (1)任务:设计一种可实现测温和控温的电路 (2)水温控制系统性能要求 工作温度范围:室温100。 控温精度 :1 oC。 控温通道输出为双向晶闸管或继电器
2、,一组转换触点为市电(220V,10A)。2 总体方案设计与选择2.1 设计原理及方法根据原理方框图,该设计问题可分为温度传感器模块,放大器模块,比较器模块,继电器模块,加热模块,温度过低报警模块及温度显示模块。由于电路中含有运算放大器,需接入12V直流稳压电源,所以电源模块也可算在其中。原理方框图图1-12.2 单元模块设计2.2.1 电源模块本设计的电源电路采用固定集成稳压源电路输出12V电压。稳压源电路如图2-3-1-1:电源电路图3-2-1-1这是一个用集成稳压器输出的稳压源电路,LM7812和LM7912是集成稳压器,分别控制输出12V直流电压。电源接220V交流电后经变压器后变为1
3、5V左右的交流电,再经桥式整流后滤波,此时的电压不稳定,经上述集成稳压器后就能得到较稳定的电压。3.2.2 温度传感器模块本设计选用LM35温度传感器连转化温度。LM35的输出电压与摄氏温度呈线性关系,转换公式为:Vout=10mV oC T oC 在0时输出为0V,每升高1输出电压增加10mV,LM35的外观如图所示 图3-2-2-1 LM35 图3-2-2-2常温下LM35不需要额外的校准处理即可达到1/4的准确率。此设计采用单电源供电,在25下的静默电流约50A,非常省电,并且无散热问题,精度非常高。并且输入电压宽,从4V到30V都可以。所以选择LM35很合适。3.2.3 放大器模块放大
4、器和比较器均要用到运算放大器,这里采用LM324集成运放。LM324是4个运算放大器的集成器件,这个设计中选择其中的两个使用。LM324的接线图如图3-2-3-1:LM324集成运放LM324N实物图下面说明放大器的原理:此设计用正相比例放大器,使输出时正电压,考虑到控制的温度是室温到80 oC,所以取放大器的放大倍数为10倍(即温度缩小10倍)比较合适。正相比例放大器的原理图如图3-2-3-3:正向比例放大器原理图图3-2-3-3由运放的“虚短”“虚断”的性质有这里取R1=10K,则R2=90 K,因为电源电压为12V,保持10倍放大,则设定的电压值与温度的转换关系就为10 倍,比较容易控制
5、和调节。实际中取R=90.9 K。3.2.4 比较器模块 这里采用简单的单门限电压比较器,使用的运算放大器为LM324中的一个。电路图如图3-2-4-1:单门限电压比较器图3-2-4-1中1接放大器的输出电压作为比较器的输入电压,3接输出电压。此时放大器工作在非线性状态,输出电压只有正或负两种饱和值。这种情况下运算放大器的输入端“虚短”不再适用。当VPVN时,=12V,当VPVN时,=-12V。这种情况下,运算放大器的“虚短”仍然可用,则有 Vi=VNVP=V4=V11所以可以通过调节滑动变阻器来控制的值。图中增加R=5 K的电阻,是为了控制V11的最大值不超过8V,即设定的温度值不超过80
6、oC。当滑动变阻器的接入电阻为0时, 取R3=10K,R9=5 K 即可达到要求。3.2.5 继电器模块 继电器是可以高温控制低温的器件,其内部构造及工作原理如图3-2-5-1: 继电器原理及实物当低压电源端开关接通后电磁铁由于电流产生磁性,吸住磁铁使高压电源的开关接通,实现了低压控制高压。下面要解决的问题就是怎样在电路中实现低压电源端的开关自动打开和闭合。考虑到比较器的输出电压为正或负的12V,就可想到二极管的单向导电性。因此可以用二极管来代替自动开关的作用。使用发光二极管能够看到电路的通断。继电器模块的电路图如图3-2-5-2:继电器模块电路图图3-2-5-2图中Port端接比较器模块的输
7、出电压作为此电路的输入电压,当输入电压为+12V时,发光二极管导通,当输入电压为-12V时,发光二极管截止。接入三极管的目的是放大电流信号,使继电器能正常工作。由于发光二极管的导通电流与三极管的基极电流不匹配(发光二极管的导通电流大一些),故需要在发光二极管的负极接一个电阻,与基极电阻并联,这样流入基极的电流就变小,使三极管能正常工作。一般取R=10K,实际的发光二极管正向导通时有2V的压降,所以发光二极管正向导通时负极的电位约为10V,流过的电流约为6mA。三极管的基极电流为A量级,所以与基极并联电阻R=2 K即可。继电器选取的是额定电压为12V的常开型型号。即在无电流通过继电器时,继电器高
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水温控制系统 电子技术课程设计 水温 控制系统 电子技术 课程设计