温度控制系统的设计讲解.doc

东 北 石 油 大 学 课 程 设 计 2015 年 7月 6日 东北石油大学课程设计任务书 课程 电 子 技 术 课 程 设 计 题目 温度控制系统的设计 专业 自动化13-5 姓名 周姝含 学号 130601140504 主要内容： 控制系统一般由温度测量部分和温度控制部分组成。温度测量部分主要用来接收当前系统中的温度，然后发送到控制部分；温度控制系统主要是用来控制外部降温系统的，它接受来自温度测量部分的信号，然后与所要控制的温度信号进行比较，从而决定是否降温。本设计同样采用这两大部分，通过对当前与控制的对比决定是否进行加热，从而达到控制的目的。半导体冷器[2]康华光．模拟电子技术基础．武汉：高等教育出版社，2005.7． [3]舒庆莹，凌玲．模拟电子技术基础实验．武汉：武汉理工大学出版社，2008.2． [4]徐国华. 电子技能实训教程. 北京: 北京航空航天大学出版社，2006 [5]谢自美. 电子线路设计. 第三版. 武汉: 华中科技大学出版社，2006 [6]万嘉若，林康运. 电子线路基础. 上海: 高等教育出版社，2006 完成期限 2015.7.6-2015.7.12 指导教师 刘小斌 陶国彬 专业负责人 白丽丽 2015年 7 月5 日 目 录 1设计任务及要求 2 1.1设计任务及要求 2 1.2设计思想 2 2选定方案的论证及整体电路的工作原理 3 2.1 设计方案选择 3 2.1.1可行方案 3 2.1.2 方案讨论和选择 4 2.2 选定方案的论证 5 2.2.1选定温度传感器的论证 5 2.2.2选定继电器的论证 5 2.2.3选定运算放大器的论证 5 2.3 整体电路的工作原理 6 3单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 7 3.1 测温单元 7 3.2 信号处理单元 8 3.3 温度显示单元 9 3.4 控制单元 11 4整体电路图、元件及器件明细 13 4.1 整体电路图 13 4.2 实物图展示 14 4.3 元件及器件明细 14 5设计小结 18 5.1 成果的评价 18 5.2 本设计的特点 18 5.3 存在的问题和改进的意义 18  1 设计的技术指标及要求 1.1设计任务及要求 1.1.1设计任务 根据，完成对。半导体致冷器发挥部分（1）~（室温+10℃） 1.2设计思想 本次设计使用温度传感器收集当前密室的温度，然后经过各部分电路处理，与所要控制的电路进行比较。电路根据比较的结果决定是否对密室空气进行降温，如果需要制冷会自动开启半导体制冷片。当温度低于所控制的温度后，控制部分要断开制冷电路。在不制冷的情况下，密室会自动升温，当温度上升到控制温度以下的时候电路就会依照以前的步骤重新来一遍，然后对密室进行降温，然后循环往复执行这样一个周期性的动作，从而达到把温度控制在一定范围内的目的。 2 选定方案的论证及整体电路的工作原理 2.1设计方案选择 2.1.1可行方案： 方案一： 通过集成运放构成的比例器，把温度传感器获得的信号放大，再将信号传输给功放，带动半导体制冷片工作，从而实现对温度的控制。功放采用乙类双电源互补对称功率放大电路。测温部分通过测温度传感器输出端与基准端的电压，在转化为相应的温度值。其中，基准端的电压有事先调试好。 方案二： 利用集成运放在非线性工作区（即饱和区）的输出端电压为正负电源电压的特性，构造温度比较器，将温度信号离散成为高电平和低电平，高电平时制冷，低电平时加热，从而实现对温度的控制。其中功放采用乙类双电源互补对称功率放大电路。测温部分方案同方案一。 方案三： 用半导体制冷片分别实现制冷功能，该方案中同样用比较器将温度信号离散为高电平和低电平，高电平时制冷片工作，低电平时，加热器工作，这样就可也实现对温度的控制。其中功放电路采用两个独立的二级放大电路，且只用正电源。测温部分方案同方案一。 2.1.2方案的讨论与选择： 方案一可行，可是存在着许多缺点，如反应慢，且温度相近时，灵敏度也降低了。 方案二可行，它将变化的温度信息转变为离散的高电平和低电平，通过功放的作用，从而实现对温度的控制。但是半导体制冷片一直工作在较大功率条件下，耗能较多，且加热器和制冷器始终有其一在工