簡易數(shù)字溫度控制器設(shè)計制作論文

1、數(shù)字顯示溫度控制器設(shè)計實驗?zāi)康模?根據(jù)設(shè)計要求，該溫度控制器是既可以測量溫度也可以控制溫度的上下限，并且上下限可以調(diào)節(jié)實驗原理：溫度傳感器采樣保持電路A/D變換及顯示電路效準電路下限控制電路上限控制電路溫度控制比較器上限報警（聲、光）關(guān)斷下限報警（光）驅(qū)動被控對象執(zhí)行機構(gòu)電路直流穩(wěn)壓電源 溫度控制器原理框圖要求對溫度進行測量，所以首先采用溫度傳感器，將溫度變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，并通過效驗、濾波后送A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后進行譯碼顯示。若要求溫度被控制在設(shè)定值附近，則要求將實際測量溫度的信號與溫度的設(shè)定值(基準電壓)進行比較，根據(jù)比較結(jié)果（輸出狀態(tài)）來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)自動地控制、調(diào)節(jié)系

2、統(tǒng)的溫度。測量的溫度可以與另兩個設(shè)定的溫度上下限比較器相比較，當溫度低于下限溫度值時，比較器通過驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)加熱。當溫度超過上限溫度值時，比較器產(chǎn)生報警信號輸出并通過執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行停止加熱。采樣電路及校準電路 LM324內(nèi)部包括有四個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)倪\算放大器，既可接單電源使用 (330 V)，也可接雙電源使用(±1.5±15 V)，驅(qū)動功耗低，可與TTL邏輯電路相容。 LM324的封裝形式為塑封14引線雙列直插式，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸

3、入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖4。  圖4 LM324引腳圖 當輸入信號變化太快時，要求輸出信號能快速而準確地更誰輸入信號的變化進行間隔采樣。在兩次采樣之間保持上一次采樣結(jié)束的狀態(tài)。當電信號來時Uo對C充電，Uo=U1=Uc及輸出電壓跟隨數(shù)入電壓的變化，電信號中斷時，電路處于保持周期，因為電容元件五放電電路，故U1=Uc，這種將采集到的數(shù)值保持一定時間。如圖所示 （a）電路 (b) 輸入輸出信號波形 溫度采樣保持電路電路的電壓放大倍數(shù)Au也僅由外接電阻決定：Au=1+

4、Rf/R1，通過改變Rf來改變Uo與U1之間的放大關(guān)系即校準標準溫度。上下限采集電路 （a）上限采集電路 （b）下限采集電路圖6 上下限采集電路上下限采集電路采用反相交流放大器電路，此放大器可代替晶體管進行交流放大，電路的電壓放大倍數(shù)Au也僅由外接電阻決定，上下限采集電路的電壓放大倍數(shù)Au=1。根據(jù)電工學(xué)知識：Vcc=5V    溫度比較電路 （a） 上限比較電路 （b）下限比較電路 （a） 上限報警電路 （b）下限報警電路 （c）加熱信號報警電路 小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個部分組成，如圖17所示，其整流與穩(wěn)壓過程如圖1

5、8所示。圖17 穩(wěn)壓電源系統(tǒng)方框圖圖16 整流與穩(wěn)壓過程圖18 整流與穩(wěn)壓波形（1）電源變壓器是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。（2）整流電路橋式整流電路由四只二極管組成的一個電橋，電橋的兩組相對節(jié)點分別接變壓器二次繞組和負載這種電路如圖19所示。在工作時，D1、D2與D3、D4兩兩輪流導(dǎo)通。圖19 橋式整流電路 (3) 濾波電路濾波電路的作用是濾除整流電壓中的紋波。電容濾波電路是最簡單的濾波器，它是在整流電路的負載上并聯(lián)一個電容C，如圖20（a）所示。IouoTru2abD3D2D4D1u1RLCtuoo （a

6、）電路 （b）波形 圖20 橋式整流電容濾波電路及波形結(jié) 論設(shè)計總結(jié)如下:1. 本設(shè)計由溫度檢測、數(shù)據(jù)處理、溫度控制和執(zhí)行機構(gòu)四部分組成，根據(jù)LM35溫度傳感器良好的線性特點，對加熱器溫度進行檢測，減少了傳感器的非線性誤差。同時利用LM324對數(shù)據(jù)進行采集，信號經(jīng)A/D變換得到相應(yīng)的數(shù)字量，送到LM393中進行電壓判斷得到相應(yīng)的控制量，送入RS觸發(fā)器后去控制光電耦合器去控制晶閘管兒控制加熱設(shè)備。附表一 : 元件清單 序號元件名稱符號型號規(guī)格數(shù)量備注序號元件名稱符號型號規(guī)格數(shù)量備注01三端穩(wěn)壓器78051直流穩(wěn)壓電源11座子8座1溫度控制器14座202瓷片電容C10321213電阻R500120k2500303電解電容2200uF114電位器R5K21100uF115瓷片電容R103304橋堆116光電耦合器105變壓器T2200/101晶閘管106溫度