水溫控制電的設(shè)計(jì)與制作

1、實(shí)訓(xùn)(實(shí)踐)報(bào)告20102011學(xué)年度第二學(xué)期3 信息工程 系 電子信息技術(shù) 專業(yè) 班級(jí) 09應(yīng)電(1) 學(xué)號(hào)03課題名稱 水溫控制電路的設(shè)計(jì)與制作 學(xué)生姓名 靳慧 指導(dǎo)教師 卜令濤 2011年6月24日明達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書信息工程系應(yīng)用電子專業(yè)班級(jí)09應(yīng)電 姓名靳慧學(xué)號(hào) 03 課題名稱：水溫控制電路的設(shè)計(jì)與制作課題主要內(nèi)容、意義：設(shè)計(jì)并完成的電路能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出水溫和控制水溫。課題研究思路、方法和要求：可利用溫度傳感器采樣水桶的溫度信號(hào)，并用放大電路將此信號(hào)放大后以提供給顯示電路部分，關(guān)于溫度的采集可以用AD590傳感器。參數(shù)指標(biāo)：檢測(cè)水桶的水溫范圍20-80，控制精度為1

2、。課題研究計(jì)劃：第一周，收集資料，研究設(shè)計(jì)方案并設(shè)計(jì)具體電路。第二周，申領(lǐng)工具、元器件等一應(yīng)設(shè)計(jì)制作中所需的材料和設(shè)備，并開(kāi)始制作調(diào)試單元電路及修正前期設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的缺陷。統(tǒng)調(diào)總電路以完成指標(biāo)要求并取得相關(guān)實(shí)際技術(shù)參數(shù)。撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師（職稱）： 20 年 月 日系部意見(jiàn)：系主任簽字： （系蓋章）20 年 月 日水溫控制電路的設(shè)計(jì)與制作作者： 靳慧【摘要】：為了實(shí)現(xiàn)水溫控制，我們制作的一個(gè)水溫控制電路。該電路采用AD590溫度傳感器、繼電器、集成運(yùn)算放大器和比較器制作而成。達(dá)到在異地昂范圍內(nèi)保持溫度恒定的目的。本課題采用運(yùn)算放大器和比較器作為核心處理器，運(yùn)算放大器將

3、溫度傳感器所采集的溫度信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤的處理后向繼電器發(fā)出通斷指令，從而控制加熱裝置的開(kāi)關(guān)。 AD590它可將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，送至放大電路進(jìn)行放大。該電路只有上限溫度，沒(méi)有下限溫度，而且在測(cè)溫方面有明顯不足?！娟P(guān)鍵字】: 溫度傳感器AD590 繼電器 放大器LM358 比較器NE555一、 方案的選擇與論證1 設(shè)計(jì)要求1）控溫范圍：上限溫度80度2）溫度傳感器使用：AD5903）控溫通道輸出為雙向晶閘管或繼電器一組轉(zhuǎn)換接點(diǎn)為市電220V 10A2 設(shè)計(jì)思想整個(gè)電路通過(guò)溫度檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和提取，(因此我們選用AD590集成溫度傳感器).送至處理系統(tǒng)放大（我們選用LM358雙運(yùn)算

4、放大器），然后進(jìn)行與預(yù)設(shè)溫度的比較，然后將比較結(jié)果送至電路的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)對(duì)結(jié)果做出反應(yīng)，或者加熱或者停止加熱，以此來(lái)達(dá)到對(duì)水溫控制的目的！3參考框圖和原理 水溫測(cè)控電路的電路的框圖如，它包括溫度傳感器，K-變換，小信號(hào)放大電壓比較器，溫度設(shè)置，數(shù)字顯示，功率輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部件。溫度傳感器的作用是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流或電壓信號(hào)，K-變換器是將絕對(duì)溫度換成攝氏溫度，信號(hào)經(jīng)放大和刻度定標(biāo)01V/后由三位半數(shù)字電壓表直接顯示溫度值。并同時(shí)送入電壓比較器。與預(yù)先設(shè)定的固定電壓（對(duì)應(yīng)控制溫度點(diǎn)）經(jīng)行比較。再由比較器輸出電平高低變化來(lái)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如繼電器）工作，實(shí)現(xiàn)水溫自動(dòng)控制。 溫度控制器的原理框

5、圖二、 各單元電路的設(shè)計(jì)1）溫度傳感器可采用AD590熱敏傳感器進(jìn)行溫度-電流的轉(zhuǎn)化。AD590是一種電流型二端器件，其內(nèi)部已做修正，具有良好的互換性和線性性質(zhì)，能夠消除電源的波動(dòng)，輸出阻抗達(dá)10M，轉(zhuǎn)化電量為1uA,傳感器AD590的精度高，AD590共有五檔I.J.K.L.M五檔,其中M檔精度最高。 AD590電源測(cè)溫范圍為-55 +150。AD590的電源電壓的范圍為430V。電源電壓可以在46V范圍變化，AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。AD590簡(jiǎn)介AD590是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：1、流過(guò)器件的電流

6、（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)，即：mA/K式中：流過(guò)器件（AD590）的電流，單位為mA；T熱力學(xué)溫度，單位為K。2、AD590的測(cè)溫范圍為-55+150。3、AD590的電源電壓范圍為4V30V。電源電壓可在4V6V范圍變化，電流變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。4、輸出電阻為710MW。5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55+150范圍內(nèi)，非線性誤差為0.3。2）放大器設(shè)計(jì)一個(gè)放大器，使輸出u滿足100mV。用數(shù)字電壓表可實(shí)現(xiàn)溫度顯示。LM358內(nèi)部包括有兩

7、個(gè)獨(dú)立的、高增益的、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p算運(yùn)算放大器，適合電源電壓范圍很寬的單元電源使用，也適合雙電源工作模式，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 的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 放大器3）比較器NE555集成塊可用于比較器，NE555只需簡(jiǎn)單的的電阻器、電容器，即可完成特定比較作用。將555定時(shí)器的觸發(fā)輸入端2腳和閾值輸入端6腳連在一起并作為外加觸發(fā)信號(hào)uI的輸入端，就構(gòu)成了施密特觸發(fā)器，其電路和傳輸特性如下圖所示可以看到，在uI從0V開(kāi)始升高的過(guò)程中，當(dāng)uIUCC3，滿足uI12UCC3，uI2UCC3，電路輸出u0為高電平，當(dāng)U

8、CC3uI2UCC3后，滿足uI12UCC3，uI2UCC3，u0才跳變?yōu)榈碗娖?。在uI從高于2UCC3的電壓開(kāi)始下降的過(guò)程中，當(dāng)UCC3uI2UCC3時(shí)，u0仍保持低電平不變；只有當(dāng)uIUCC3后，滿足uI12UCC3，uI2UCC3 ，u0才又跳變到高電平。4)繼電器驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示，當(dāng)被測(cè)溫度超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，繼電器動(dòng)作，是觸點(diǎn)斷開(kāi) ，停止加熱；反之被測(cè)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行加熱。NPN型三極管VT作為開(kāi)關(guān)管用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器線圈是否得電，從而控制加熱裝置達(dá)到控溫的目的。二極管D的作用是當(dāng)繼電器線圈斷電瞬間，提供能量釋放回路，防止擊穿驅(qū)動(dòng)三極管VT. 三 總電路圖四 電路的

9、組裝與調(diào)試五 課程設(shè)計(jì)心得 我們做的課程設(shè)計(jì)題目是水溫測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作，看著也挺實(shí)用，老師說(shuō)這也是一次小的畢業(yè)設(shè)計(jì)。所以第一天老師就讓我們?nèi)D書館查查資料，第一次見(jiàn)圖書館這么多人，大家都在搶書，真是令人汗顏啊兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次課程設(shè)計(jì)中檢驗(yàn)了我所學(xué)的知識(shí)，感覺(jué)自己之前什么也沒(méi)學(xué)到，要用的東西一點(diǎn)也想不出來(lái)，感覺(jué)自己很失敗。但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也讓我學(xué)會(huì)了與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人和處事。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，讓我又一次翻開(kāi)了課本，使我更加扎實(shí)的掌握了模擬電路和數(shù)字電路方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然遇到了些問(wèn)題，但是在我和搭檔的努力下克服了。讓我看到了我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)的不足。 我承認(rèn)我的動(dòng)手能力不強(qiáng)，所以在這次課程設(shè)計(jì)中是我給王當(dāng)下手。雖然具體的什么原理都明白，但是在設(shè)計(jì)電路圖的時(shí)候還是有很多問(wèn)題。從小我都是個(gè)不喜歡問(wèn)問(wèn)題的學(xué)生，自己解決不了的事情，我就讓它不了了之，因此我存在很多不足。 下學(xué)期就要早畢業(yè)設(shè)計(jì)了，說(shuō)實(shí)話，我一點(diǎn)也不期待，反而有點(diǎn)害怕。害怕做不出來(lái)，害怕失望，害怕分開(kāi)。不管怎么樣，