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温度控制器电路设计、装配与调试 1. 温度控制器的单元电路 运放的二个应用：⑴　线性应用-测量放大器。⑵　非线性应用-滞回比较器 ⑴　 测量放大器原理 图3-4 测量放大器 ① 当Ui+=0时, A1同相输入，A2反相输入 （3-1） ② 当Ui-=0时, A2同相输入，A1反相输入 （3-2） ③ 总的输出： 若、、；则： ； 代入U1、U2，化简得： （3-3） 选，则： （3-4） 由式（3-4）可知：时，故输入端为测量放大器同相输入端。时，故输入端为测量放大器反相输入端。 ⑵　滞回比较器原理 由于运放工作在非线性区，输出只有高低电平两个电压和， ① 当时，如图所示同相输入端电压U+的上门限值为: （3-5） 随增大达到后，由跳变为。 图3-5 滞回比较器 ② 当时，如图所示同相输入端电压U+的下门限值为： （3-6） 随减小达到后，由跳变为。 我们把上门限电压与下门限电压之差称为回差电压: （3-7） 回差电压的存在，大大提高了电路的抗干扰能力。只要干扰信号的峰值小于半个回差电压，比较器就不会因为干扰而误动作。 ⑶　 测量电桥 如图3-6所示（a）为温度测量电桥，（b）为光照度测量电桥。、为电桥平衡调整电位器。 图3-6 测量电桥 光照度测量电桥 由光照度测量电桥和直流测量电桥组成；直流测量电桥由R11、R12、R13、R14组成电桥的四个桥臂，用于电路测试和调整；光测量电桥由Δr+Rd、R12、R13、R14组成电桥的四个桥臂，用于实际运行。光测量电桥和直流测量电桥通过开关K切换，转换电路测试和调整或光控运行两种状态。 Rw为调零电位器，调整Rw可使电桥输出电压Ui为零。光敏电阻Rd随光强增加而阻值下降，其暗电阻为2MΩ；在通常光照下，其亮电阻为100kΩ左右。 电桥输出不平衡电压Ui，Ui作测量放大器输入信号。 （3-8） 光敏电阻的光电流与端电压U、入射光照度L的关系： 当入射光照度低于1000lx时(在25W白灯下，距离50cm处，其入射光照度约100lx)，与L具有良好的线性关系 （3-9） ② 温度测量电桥 温度测量电桥的A点所在的桥臂的电阻是固定的，故是固定的。B点所在的桥臂的电阻随温度变化，故是变动的。电阻为负温度系数热敏电阻，=1.5K指NTC热敏电阻的标称电阻值R25。为了方便取与成比例，这里取，同时，，得。 在前面已知条件下，推导： 约束条件：①　，②　。 由测量电桥平衡时，得。 又由，得。故取。 2. 温度控制器电路原理 ⑴　温度控制器电路 温度控制器电路如图3-7所示。 图3-7 温度控制器电路 ⑵　电路原理分析 由测量电桥、测量放大器、滞回比较器及驱动电路等组成。测量电桥的A点所在的桥臂的电阻是固定的，故是固定的。B点所在的桥臂的电阻随温度变化，故是变动的。由于温度的不同，因而在测量电桥的A、B点时会产生不同的电压差，这个差值经过测量放大器放大后进入到滞回比较器的反相输入端，与比较电压UR比较后，由滞回比较器输出信号进行加热或停止加热。继电器J可进一步推动交流接触器。 滞回电压比较器的比较电压UR代表设定的温度，如图3-7示，。由滞回电压比较器特性可知，当变化越过时，滞回电压比较器输出会翻转。改变比较电压UR能改变控温的范围，控温的精度由滞回比较器的滞环宽度确定。 比较电压UR与温度的关系： 令，； 整理得： (3-10) 由式(3-10)可知，比较电压UR与温度存在对应关系。 温度t↑，↓，使↓，而↑。经测量放大器的放大，↑，当温度由上升到达（与UR对应），即温度t到达设定值，滞回比较器输出信号使驱动电路复合管截止，继电器J失电，停止加温。 温度t↓，↑，使↑，而↓。经测量放大器的放大，↓，当温度下降达（与UR对应），即温度t下降低于设定值，滞回比较器输出信号使驱动电路复合管导通，继电器J得电，进行加温。 3. 温度控制器的组装与调试 ⑴　组装与调试目的 ① 学会使用测量放大器； ② 学会用基本电路组成实用电路的方法； ③ 学会系统的测量与调试。 ⑵ 组装、调试设备与器材 LM324一片，稳压管2DW7一只，三极管9013、8050各1只，负温度系数热敏电阻1只，电阻、电容、电位器若干，±12V、+1V直流稳压电源1台，万用表1块，数字式温度计1只，双