溫度控制电路设计.docVIP

温度控制电路设计 温度控制电路根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，或者电子原件在不同温度下，工作状态的不同原理来给电路提供温度数据，以供电路采集温度数据。本实验通过AD590是ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1μA/K。AD590适用于150以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。主要特性：流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度() 度数AD590的测温范围为- 55~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30 V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710Ω；精度高，AD590在-55~+-150℃范围内，非线性误差仅为±0.3。AD590的输出电流是以绝对温度零度（-273）为基准，每增加1，它会增加1μA输出电流，因此在室温25时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。Vo的值为Io乘上10K，以室温25而言，输出值为10K×298μA=2.98V测量Vo时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。 温度控制电路框图 由于Multisim中没有AD590温度传感器，根据它的工作特性，可以采用恒流源来替代该传感器，通过改变电流值模拟环境温度变化。通过温度校正电路得实际摄氏温度电压值（可适当放大到几伏特，不超过5V），再送温度判决电路判决，需根据报警温度确定门限比较电压值，电路均可用运算放大器及电压比较器来实现。可采用三极管和继电器（RELAY）来控制驱动风扇与加热器，在仿真中用DC MOTOR代替风扇、HEATER代替加热器，并加上发光二极管来指示其是否工作。温度显示部分可采用ADC模数转换芯片来实现，将实际温度电压值通过ADC芯片转换成数字逻辑信号再通过数码管显示。 四仿真电路 五仿真结果 低温时绿灯亮 六、面包板电路的调试 按照仿真电路图连接好电路，正极接+12V电压，负极接-12V电压，地极接地。调整滑动变阻器的值，从而改变电压比较器门限，调试时我们将门限均调到3V左右。接上AD590后，当室温时，两个绿灯亮；将AD590加热后，两个红灯亮；待AD590冷却后，红灯灭，绿灯亮，调试结果与仿真相同，实物性能满足实物要求，下面开始制版。 七、制板、焊接与调试 制板与焊接阶段： （1）完成PCB检查没有问题之后 （2）用覆铜板转印电路图，转印之前用砂纸打磨覆铜板，去除氧化物； （3）检查是否存在墨迹不清楚或者短路现象，如有，用碳素笔补线，然后用三氯化铁溶液进行腐蚀时间不能过长用开水配制溶液可加快反应速度 （4）腐蚀完毕后用砂纸打磨掉铜上的墨，检查所有线路是否导通，如出现断路，用焊锡补连，再用钻孔机进行打孔； （5）安装元件，焊接电路，边焊接边用万用表进行检查，看是否有虚焊或漏焊； （6）焊接完毕之后进行性能测试； 调试阶段： 电路板焊接完成，接上AD590和电源后，发现两个绿色指示灯亮； 给AD590加热后，两个绿色指示灯熄灭，但两个红灯没亮； 怀疑是门限未调好，用万用表测量门限电压，用螺丝刀调整滑动变阻器的大小，从而改变电压比较器的比较电压。减法器的比较电压调整约为3.5V，两个电压比较器的比较电压均调整约为3V。再次给AD590加热，仍旧未能实现温度过高时，跳为红灯亮； 用万用表检查各处的电压是否正常，发现与红灯相连的一个三极管不正常，当高温时，三极管应该导通，但实际未导通，所以将该三极管换掉成新的； 换掉后，高温时，三极管正常工作了，并且其后的继电器中的开关发出跳动的声响，其后的红灯亮。但在三极管与电压比较器之间的那个红灯未亮； 怀疑该红灯接触不良，故断电后，加焊，并用万用表测试是否存在断路； 加焊完后，再次上电，常温下，只有两个绿灯亮。给AD590加热到一定温度后，两绿灯灭，跳转至两红灯亮。待AD590冷却至一定温度后，再次跳回到只有两个绿灯亮。结果满足要求，调试完成。 八、实验总结 本从最初的电路设计附录 2、电路原理图 3、PCB图 4、元器件清单及实物图 1