實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目單03溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試與應(yīng)用

1、3/3深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院Shenzhen Polytechnic實(shí)訓(xùn)(驗(yàn))項(xiàng)目單Training Item編制人： 編制日期：項(xiàng)目編號(hào)Item No.03項(xiàng)目名稱(chēng)Item溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試與應(yīng)用訓(xùn)練對(duì)象Class電子專(zhuān)業(yè)二年級(jí)（三年制）三年級(jí)（四年制）學(xué)時(shí)Time2課程名稱(chēng)Course傳感器應(yīng)用技術(shù)教材Textbook傳感器應(yīng)用（高等教育出版社）目 的Objective（1）進(jìn)一步熟悉熱電偶/熱電阻測(cè)溫的原理與電路調(diào)試方法；（2）學(xué)習(xí)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、電路設(shè)計(jì)以及調(diào)試方法；（3）掌握電子產(chǎn)品常見(jiàn)故障的檢測(cè)與維修方法。內(nèi)容(方法、步驟、要求或考核標(biāo)準(zhǔn)及所需工具、材料、設(shè)備等) 一、實(shí)訓(xùn)

2、設(shè)備與工具 傳感器綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、溫濕度傳感器應(yīng)用模塊、K型熱電偶、PT100熱電阻、可控溫度源、數(shù)字式萬(wàn)用表等。二、實(shí)訓(xùn)原理簡(jiǎn)單的溫度控制（電熱水器加熱的水溫控制、電冰箱溫度控制等）由于對(duì)溫度控制精度要求不高，可簡(jiǎn)單地采用開(kāi)關(guān)控制方式，即當(dāng)溫度升高到設(shè)定的上限時(shí)，斷開(kāi)加熱控制信號(hào)，如果需要快速降溫，也可增加冷卻信號(hào)來(lái)達(dá)到降溫的目的；反之當(dāng)溫度降低到設(shè)定的下限時(shí)，開(kāi)啟加熱控制信號(hào)，這樣就可以使得溫度維持在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)設(shè)定的上限溫度值與下限溫度值接近時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就相當(dāng)于一個(gè)恒溫源。根據(jù)上述原理，將熱電偶或者PT100放置在溫度源中測(cè)量溫度，經(jīng)過(guò)變送電路將連續(xù)的溫度變化變換為連續(xù)的電壓量

3、變化，通過(guò)電壓比較電路得到加熱或冷卻控制信號(hào)，控制溫度源的溫度維持在設(shè)置的范圍內(nèi)。系統(tǒng)電路原理如圖8所示。首先通過(guò)撥檔開(kāi)關(guān)SW2來(lái)選擇接入溫控系統(tǒng)的傳感器類(lèi)型，實(shí)驗(yàn)中有熱電偶和鉑電阻兩種可選，圖中RDO-OUT為熱電偶經(jīng)變送電路調(diào)理之后的電壓信號(hào)，BDZ-OUT為鉑電阻經(jīng)變送電路調(diào)理之后的電壓信號(hào)。傳感器測(cè)量得到的電壓反饋信號(hào)一路接到上限比較電路，通過(guò)比較器U8A與可調(diào)電位器RP5分壓得到的溫度上限值比較，當(dāng)反饋信號(hào)大于上限電壓值時(shí)，比較器輸出高電平，得到冷卻控制信號(hào)COOL，進(jìn)而輸出給溫度源的繼電器控制電路，控制繼電器開(kāi)啟風(fēng)扇對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行降溫。反饋信號(hào)另一路接到下限比較電路，通過(guò)比較器U8B與

4、可調(diào)電位器RP6分壓得到的溫度下限值比較，當(dāng)反饋信號(hào)小于下限電壓值時(shí)，比較器輸出高電平，得到加熱控制信號(hào)HEAT，進(jìn)而輸出給溫度源的繼電器控制電路，控制繼電器開(kāi)啟加熱電路對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)溫度自動(dòng)控制。 圖8 溫度控制電路原理圖三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟1. 將圖9所示溫濕度傳感器應(yīng)用模塊放置到傳感器綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)相應(yīng)位置。圖9 溫度傳感器應(yīng)用模塊2. 檢查各相關(guān)連接線(xiàn)路，接通傳感器綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)電源，確認(rèn)無(wú)誤后用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量熱電偶/熱電阻溫度測(cè)量模塊的供電電壓（+12V，-12V，+5V）是否正常。3. 在圖9中的熱電偶接口接入來(lái)自溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)中K型熱電偶的信號(hào)，接入時(shí)需要注

5、意方向，同時(shí)撥檔開(kāi)關(guān)SW2撥到下面。4. 使用萬(wàn)用表測(cè)量溫控上限測(cè)量端子的電壓，調(diào)整RP5，將溫控上限點(diǎn)電壓設(shè)置為600mv，即溫度上限為60.0；接著使用萬(wàn)用表測(cè)量溫控下限測(cè)量端子的電壓，調(diào)整RP6，將溫控下限點(diǎn)電壓設(shè)為500mv，即溫度下限為50.0。根據(jù)上面開(kāi)關(guān)選擇，用連接線(xiàn)將對(duì)應(yīng)傳感器的輸出端(RDO-OUT)與底板顯示單元的VIN端連接，將溫控接口通過(guò)3P連接線(xiàn)與溫控板對(duì)應(yīng)接口連接。5. 啟動(dòng)溫度源，傳感器綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)重新上電，觀察數(shù)字顯示表顯示的溫度值，看溫度值是否恒定在所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。自擬表格記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。6. 關(guān)閉溫度源電源，按照步驟4中的方法，調(diào)整RP5、RP6，重新設(shè)定溫控上下限值。再次啟動(dòng)溫度源，觀察數(shù)字顯示表顯示的溫度值，看溫度值是否恒定在重新設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。7在圖9中的熱電阻PT100接口處接入來(lái)自溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)中熱電阻PT100的信號(hào)，同時(shí)撥檔開(kāi)關(guān)SW2撥到上面。重復(fù)步驟4步驟6。四、問(wèn)題思考1. 如果上下限溫差設(shè)定值過(guò)小或過(guò)大，分別有什么不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？2. 如果采用其他型號(hào)的熱電偶來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該怎么設(shè)計(jì)電路與實(shí)驗(yàn)步驟？五、實(shí)