传感器及检测技术 温度滞回 07-温度滞回测量.docx

AR虚拟温度滞回控制实验 PAGE8 / NUMPAGES8 实验七、虚拟温度滞回控制电路设计与调试 一、任务描述 具体任务： 通过虚拟AR实验，利用同相滞回比较电路的温度特性，设计制作一款温度回差控制电路，并进行调试。 任务要求： 温度超过同相滞回比较器电路的参考电压，报警指示灯亮，风扇开始转动； 温度低于同相滞回比较器同相端电压，报警灯灭，风扇停止转动。 二、虚拟实验准备 虚拟实验设备： 实训电路板虚拟贴图一个； 虚拟AR-温度滞回控制APP一个； 安卓手机或平板电脑一个； 实验指导手册一个； 物理实验设备： 温度测量模块一个； 风扇一个； 温度显示仪表； 直流稳压电源一台； 三、实验原理过程 P滞回电压比较器 滞回比较器又称施密特触发器，迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。 滞回比较器也有反相输入和同相输入两种方式。 UR是某一固定电压，改变UR值能改变阈值及回差大小。 以图4（a）所示的反相滞回比较器为例，计算阈值并画出传输特性。 图4 滞回比较器及其传输特性 （a）反相输入；（b）同相输入 正向过程 正向过程的阈值为 形成电压传输特性的abcd段 负向过程 负向过程的阈值为 形成电压传输特性上defa段。由于它与磁滞回线形状相似，故称之为滞回电压比较器。 利用求阈值的临界条件和叠加原理方法，不难计算出图4（b）所示的同相滞回比较器的两个阈值。 两个阈值的差值ΔUTH=UTH1–UTH2称为回差。 由上分析可知，改变R2值可改变回差大小，调整UR可改变UTH1和UTH2，但不影响回差大小。即滞回比较器的传输特性将平行右移或左移，滞回曲线宽度不变。 滞回比较器的工作原理 滞回电路里面一般Vol和Voh相等（图中运放工作原理就是两端电压比值大小）当输出Vo是高电平Voh时，V+端电压等于（Voh-Vref）/（R1/（R1+R2），只要V-小于此时V+，则Voh保持不变，大于时刻发生突变 Vo变成低电平Vol，此时V-在继续增大的话，Vo保持低电平不变化，同时V+处电压变化（VoL-Vref）/（R1/（R1+R2）； 当V-输入减小，必须减少到V+变化后的值才能发生电压跳变，成为高电平Voh，这就形成了滞回电路的效果。 四、AR虚拟仿真实验流程 为提高实验准确性及安全性，设定仿真演示操作让学生熟悉实验的流程及操作。 第一步：下载AR实验APP及准备好虚拟模电实验面板 安卓系统APP下载二维码： APP识别图： 第二步：打开AR虚拟实验APP，选择实验器材认知： 分别点击各个按钮实现对该实验的原材料器材认知学习，并填写完成下表： 模块 功能 温度测量模块 滞回控制电路板 风扇 反馈输出，温度过高风扇转动 温度显示仪器 显示温度值 直流稳压电源 给设备供电 第三步：实验过程虚拟演示 选择实验过程演示、根据语音以及虚拟3D提示，了解系统各个模块功能以及原理展示； 物理实验中，按照实际的虚拟模型，进行元器件排列、布线； 第四步：连线上电 把风扇连接到温度测量模块，把直流电源调整到5V左右，连接到接通系统电源，打开温度测量模块的开关，设备上电； 第五步：滞回系统测试 用测试仪表测试输出端电压，滞回比较器电路的参考电压，滞回比较器同相端电压。 调节滑动变阻器RP3模拟外部温度变化，是的温度测量模块的输出大于滞回比较器电路的参考电压，我们可以看到报警指示灯亮起，风扇转动 反向调节滑动变阻器，模拟温度下架，是的温度测量模块的输出值低于滞回比较器同相端电压，此时报警灯灭，风扇停止转动。 五、问题思考 1、温度滞回控制经常用在我们生活中的哪些场景当中，其控制的意义是什么？