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2012~2013 学年 第 二学期

《模拟电子技术基础》课程设计报告

题目： 温度检测与控制电路 专业： 自动化 班级： 11自动化一班

姓 名：

指导教师： 陈敏

电气工程系

2013年3月30日

课题名称温度检测与控制电路

课题名称

温度检测与控制电路

指导教师（职称）

执行时间

陈敏

2013年3月31日

设计目的

1、学习由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电

路；

2、掌握滞回比较器的性能和调试方法。

设计要求

1、设计电路；

2、要求绘出原理图；

3、拟定设计步骤；

4、撰写设计报告。

学生姓名

学号

承担任务

张书生

1109111067

撰写设计报告

张宗宝

1109111069

收集有关资料

朱强

1109111070

拟定设计步骤

甘霜霜

1109111071

连接各部分电路

黄秋娇

1109111072

设计并绘制双臂电桥

李淼

1109111074

设计并绘制差分放大电路

吴婷婷

1109111078

设计并绘制滞回比较器电路

赵启梅

1109111079

检查电路连接及仿真

摘 要

温度是一个与人们生活和生产密切相关的重要物理量。温度的测量和控制技术应用十分广泛。在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动的控制、调节该系统的温度。

本实验运用了一种温度检测控制电路，主要由双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器三个部分组成，通过双臂电桥对温度模拟信号进行采集，由差动集成运放电路对采集的信号进行放大，在通过比较电路进行信号比较，最后得出输出信号。通过本次课程设计，我们学习运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路的方法，学会电子电路的组装、调试和测量方法，对模拟电子技术这门学科增加更深一步的了解。

关键词：

温度监测 、控制电路、双臂电桥 、差分运算放大电路、滞回比较器电路

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目 录

第一章绪论 1

第二章系统设计方案论证及分析 2

电路原理分析 2

设计方案 6

工作过程 6

第三章温度检测与控制电路的仿真 7

双臂电桥部分的仿真 7

差分放大电路输出值 7

滞回比较器比较电压UR的值 8

结束语 8

参考文献 9

附录 10

第一章 绪论：

RO2电路工作原理是由NTC热敏电阻Rt为一臂，组成测温电桥，其输出经测量放大器放大，然后由滞回比较器输出“制冷”与“停止”信号（U），经三极管放大后控制制冷器“制冷”与“停止”，从而实现了LED灯的亮与灭。改变滞回比较器A2的比较电压U即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器的滞回宽度确定。

R

O2

第二章 系统设计方案论证及分析

电路原理分析

实验电路如图1所示，它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC元件）R为

t

一臂组成测温电桥，其输出经测量放大器放大后由滞回比较器输出“加热”与“停止”信号，经三极管放大后控制加热器“加热”与“停止”。改变滞回比较器的比较

电压U

R

即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器的滞回宽度确定。

图1 温度监测及控制实验电路

、测温电桥

由R、R、R、R及R组成测温电桥，其中R

是温度传感器。其呈现出的阻值与温

1 2 3 W1 t t

度成线性变化关系且具有负温度系数，而温度系数又与流过它的工作电流有关。为了稳

定R的工作电流，达到稳定其温度系数的目的，设置了稳压管D。R可决定测温电桥的

t

平衡。

、差动放大电路

2 W1

由A及外围电路组成的差动放大电路，将测温电桥输出电压△U按比例放大。其输

1

出电压

U ??(R?R

)U?(R?R?R

)( R )U

6

6

7 W2

01 R A

4

4 7 W2

R

4

R?R B

5 6

当R＝R，（R+R）=R时

4 5 7 W2 6

7(UU ?R?

7

(U

U ?

W2

01 R B

4

U)

A

R用于差动放大器调零。

W3

可见差动放大电路的输出电压U

01

、滞回比较器

仅取决于二个输入电压之差和外部电阻的比值。

差动放大器的输出电压U

01

输入由A

2

组成的滞回比较器。

滞回比较器的单元电路如图2所示，设比较器输出高电平为U，输出低电平为U，

参考电压U

R

加在反相输入端。

0H OL

当输出为高电平U

0H

R

时，运放同相输入端电位

R

u ???F u???2 U

?H R?R i

2 F