Diseno y puesta en marcha del circuito de control de temperatura del sensor de temperatura
I. Propósito experimental:
1. Aprenda a usar una variedad de componentes de la unidad para formar un circuito de control de temperatura.
2. Domine la instalación y la puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
II Requisitos experimentales: diseño con amplificador operacional integrado
Palabras clave: control de temperatura
Diseño y puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
I. Propósito experimental:
1. Aprenda a usar una variedad de componentes de la unidad para formar un circuito de control de temperatura.
2. Domine la instalación y la puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
II Requisitos experimentales:
Diseñe un circuito de control de temperatura con amplificador operacional integrado, control de temperatura 0 ~ 100 grados ajustable, precisión de control de temperatura ± 3 ° C
III. Consejos de diseño:
El diseño general del circuito de control de temperatura se muestra en la Figura 12-1. La función del sensor es convertir el cambio de temperatura en una cantidad de electricidad para cambiar el voltaje de salida del puente de medición de temperatura. El voltaje de salida del puente de medición de temperatura se amplifica mediante un amplificador diferencial y se aplica al comparador de voltaje para controlar la salida del comparador de voltaje, y luego el circuito de salida de control de alto y bajo nivel del comparador de voltaje emite o detiene el calentamiento.
Sensor de temperatura ---- puente de medición de temperatura ---- amplificador diferencial ---- comparador de voltaje ---- comparador de voltaje ---- circuito de ejecución
1. El sensor de temperatura
Los componentes sensibles a la temperatura se denominan sensores de temperatura. Hay muchos tipos de sensores de temperatura, y hay resistencias térmicas hechas de un material metálico (platino, cobre y níquel). Materiales semiconductores útiles para fabricar termistores y termopares hambrientos, etc. El termistor tiene un gran coeficiente de temperatura y alta sensibilidad, y puede detectar cambios en la temperatura. Por lo tanto, el termistor se utiliza en este experimento.
El termistor tiene un termistor de coeficiente de temperatura negativo (aumento de temperatura, reducción de resistencia) NTC y un termistor de coeficiente de temperatura positivo PTC. Las curvas características de NTC y PTC se muestran en la Figura 12-2. Se puede ver en la figura que tanto NTC como PTC son curvas exponenciales. La unión PN del transistor NTC está hecha de material semiconductor, por lo que también se puede usar como elemento sensor de temperatura. Por ejemplo, si la emisión de 3DG6 es positiva, la relación entre la caída de voltaje de la unión de emisión y la temperatura será como se muestra en la Figura 12-3. De la figura se puede ver que en el rango de 0-100 'C, la caída de voltaje directo de la unión del emisor es lineal con la temperatura. Por cada aumento de temperatura de 1 ° C, la caída de tensión directa de la unión PN cambia en -2 mv / ° C.
Durante el proceso de medición de temperatura y control de temperatura, cuando la temperatura cambia, el valor de resistencia del RT cambia, lo que hace que cambie el voltaje de salida del puente. Rw1 es el potenciómetro de ajuste de temperatura. El ajuste de la resistencia de Rw1 puede cambiar el punto de control de temperatura.
2, amplificador diferencial
4, comparador de voltaje y circuito de control
El comparador de voltaje usa un comparador de histéresis como se muestra en la Figura 12-6. La tensión umbral del comparador de histéresis es:
Figura 12-6 Diagrama del comparador y circuito de control
Cambiar el voltaje de referencia UR del comparador de histéresis puede cambiar el rango de control de temperatura, que está determinado por el ancho de banda de histéresis UTH1 - UH2 del comparador. UTH1 y UTH2 se pueden calcular a partir de la precisión de control de temperatura requerida por el diseño, y los otros dos valores se calculan mediante las fórmulas 12-4, 12-5 de acuerdo con cualquiera de los dos U2, UR, U12 y U13 dados por el circuito .
Generalmente, el calentador es controlado por un relé controlado por un circuito de conmutación o un tiristor. Aquí, está controlado por un tubo compuesto compuesto por T1 y T2. El calentador es simulado por una resistencia de 100 / 2W. En el experimento, la resistencia de 100Ω / 2W se coloca cerca del termistor RT, y el LED D se usa para calentar.
monitor.
IV. Circuito de referencia:
Combine los circuitos de la unidad en las sugerencias de diseño para facilitar la operación del circuito de control de temperatura que se muestra en la Figura 12-7.
El proceso de control del circuito de control de temperatura es:
Cuando el circuito se acaba de encender, │UA-UB│ es pequeño, VC <UTH1, y el punto E es de alto nivel U2, y T1 y T2 están saturados. La fuente de alimentación de 15V calienta 100Ω / 2W para aumentar la temperatura del calentador, y Rr disminuye gradualmente a medida que aumenta la temperatura. UA-UB aumenta gradualmente y UC aumenta. Cuando UC = UTH1, el punto E salta de nivel alto a nivel bajo -Uz, T1 y T2 se cortan, el calentador deja de calentar y la temperatura disminuye. El aumento en la resistencia de RT reduce │UA-UB│. Cuando se reduce a UC = UTH2, el punto E se cambia de nivel bajo a nivel alto y se calienta nuevamente. Si se repite el ciclo, la temperatura se hace constante.
Requisito: Calcule otros parámetros del circuito en función de los parámetros y voltajes de componentes dados en el circuito.
V. Instalación y puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
1. First connect the designed temperature control circuit on the experiment board, and then solder it to the printed board after successful debugging.
2. Ground the point B in Figure 12-7, input the DC voltage of -30MV from point A, measure UC, and calculate the magnification of the three-into-differential magnifier.
3. Point B is grounded. Enter a -0.5 - +0.5 continuously adjustable DC voltage from point A.
Observe the jump of the E point at the output of the comparator with an oscilloscope, measure and record the input voltage UC when the positive and negative transitions occur at the E point, and draw the hysteresis characteristic curve.
4. Control temperature calibration:
Set the temperature control range to TL-TH. When the temperature control range is calibrated, the RT is placed in the thermostat and is connected to the mercury body of the standard thermometer.
1. Aprenda a usar una variedad de componentes de la unidad para formar un circuito de control de temperatura.
2. Domine la instalación y la puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
II Requisitos experimentales: diseño con amplificador operacional integrado
Palabras clave: control de temperatura
Diseño y puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
I. Propósito experimental:
1. Aprenda a usar una variedad de componentes de la unidad para formar un circuito de control de temperatura.
2. Domine la instalación y la puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
II Requisitos experimentales:
Diseñe un circuito de control de temperatura con amplificador operacional integrado, control de temperatura 0 ~ 100 grados ajustable, precisión de control de temperatura ± 3 ° C
III. Consejos de diseño:
El diseño general del circuito de control de temperatura se muestra en la Figura 12-1. La función del sensor es convertir el cambio de temperatura en una cantidad de electricidad para cambiar el voltaje de salida del puente de medición de temperatura. El voltaje de salida del puente de medición de temperatura se amplifica mediante un amplificador diferencial y se aplica al comparador de voltaje para controlar la salida del comparador de voltaje, y luego el circuito de salida de control de alto y bajo nivel del comparador de voltaje emite o detiene el calentamiento.
Sensor de temperatura ---- puente de medición de temperatura ---- amplificador diferencial ---- comparador de voltaje ---- comparador de voltaje ---- circuito de ejecución
1. El sensor de temperatura
Los componentes sensibles a la temperatura se denominan sensores de temperatura. Hay muchos tipos de sensores de temperatura, y hay resistencias térmicas hechas de un material metálico (platino, cobre y níquel). Materiales semiconductores útiles para fabricar termistores y termopares hambrientos, etc. El termistor tiene un gran coeficiente de temperatura y alta sensibilidad, y puede detectar cambios en la temperatura. Por lo tanto, el termistor se utiliza en este experimento.
El termistor tiene un termistor de coeficiente de temperatura negativo (aumento de temperatura, reducción de resistencia) NTC y un termistor de coeficiente de temperatura positivo PTC. Las curvas características de NTC y PTC se muestran en la Figura 12-2. Se puede ver en la figura que tanto NTC como PTC son curvas exponenciales. La unión PN del transistor NTC está hecha de material semiconductor, por lo que también se puede usar como elemento sensor de temperatura. Por ejemplo, si la emisión de 3DG6 es positiva, la relación entre la caída de voltaje de la unión de emisión y la temperatura será como se muestra en la Figura 12-3. De la figura se puede ver que en el rango de 0-100 'C, la caída de voltaje directo de la unión del emisor es lineal con la temperatura. Por cada aumento de temperatura de 1 ° C, la caída de tensión directa de la unión PN cambia en -2 mv / ° C.
Durante el proceso de medición de temperatura y control de temperatura, cuando la temperatura cambia, el valor de resistencia del RT cambia, lo que hace que cambie el voltaje de salida del puente. Rw1 es el potenciómetro de ajuste de temperatura. El ajuste de la resistencia de Rw1 puede cambiar el punto de control de temperatura.
2, amplificador diferencial
4, comparador de voltaje y circuito de control
El comparador de voltaje usa un comparador de histéresis como se muestra en la Figura 12-6. La tensión umbral del comparador de histéresis es:
Figura 12-6 Diagrama del comparador y circuito de control
Cambiar el voltaje de referencia UR del comparador de histéresis puede cambiar el rango de control de temperatura, que está determinado por el ancho de banda de histéresis UTH1 - UH2 del comparador. UTH1 y UTH2 se pueden calcular a partir de la precisión de control de temperatura requerida por el diseño, y los otros dos valores se calculan mediante las fórmulas 12-4, 12-5 de acuerdo con cualquiera de los dos U2, UR, U12 y U13 dados por el circuito .
Generalmente, el calentador es controlado por un relé controlado por un circuito de conmutación o un tiristor. Aquí, está controlado por un tubo compuesto compuesto por T1 y T2. El calentador es simulado por una resistencia de 100 / 2W. En el experimento, la resistencia de 100Ω / 2W se coloca cerca del termistor RT, y el LED D se usa para calentar.
monitor.
IV. Circuito de referencia:
Combine los circuitos de la unidad en las sugerencias de diseño para facilitar la operación del circuito de control de temperatura que se muestra en la Figura 12-7.
Figura 12-7 Diseño del circuito de control de temperatura.
El proceso de control del circuito de control de temperatura es:
Cuando el circuito se acaba de encender, │UA-UB│ es pequeño, VC <UTH1, y el punto E es de alto nivel U2, y T1 y T2 están saturados. La fuente de alimentación de 15V calienta 100Ω / 2W para aumentar la temperatura del calentador, y Rr disminuye gradualmente a medida que aumenta la temperatura. UA-UB aumenta gradualmente y UC aumenta. Cuando UC = UTH1, el punto E salta de nivel alto a nivel bajo -Uz, T1 y T2 se cortan, el calentador deja de calentar y la temperatura disminuye. El aumento en la resistencia de RT reduce │UA-UB│. Cuando se reduce a UC = UTH2, el punto E se cambia de nivel bajo a nivel alto y se calienta nuevamente. Si se repite el ciclo, la temperatura se hace constante.
Requisito: Calcule otros parámetros del circuito en función de los parámetros y voltajes de componentes dados en el circuito.
V. Instalación y puesta en marcha del circuito de control de temperatura.
1. First connect the designed temperature control circuit on the experiment board, and then solder it to the printed board after successful debugging.
2. Ground the point B in Figure 12-7, input the DC voltage of -30MV from point A, measure UC, and calculate the magnification of the three-into-differential magnifier.
3. Point B is grounded. Enter a -0.5 - +0.5 continuously adjustable DC voltage from point A.
Observe the jump of the E point at the output of the comparator with an oscilloscope, measure and record the input voltage UC when the positive and negative transitions occur at the E point, and draw the hysteresis characteristic curve.
4. Control temperature calibration:
Set the temperature control range to TL-TH. When the temperature control range is calibrated, the RT is placed in the thermostat and is connected to the mercury body of the standard thermometer.
