一种简易温控电路的设计

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简易温度控制器的设计

课程设计说明书第页简易温度控制器的设计摘要简易温度控制器是采用热敏电阻作为温度传感器,由于温度的变化而引起电压的变化，再利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或低电平从而对控制对象即加热器进行控制。

其电路可分为三大部分：测温电路，比较/显示电路，控制电路。

关键词：测温，显示，加热目录一、设计任务和要求 01.1设计内容 01.2设计要求 0二、系统设计 02.1系统要求 02.2系统工作原理 02.3方案设计 0三．单元电路设计 (1)3.1 温度检测电路 (1)3.1.1电路结构及工作原理 (1)3.1.2电路仿真 (2)3.1.3、元器件的选择及参数的确定 (3)3.2 比较/显示电路 (3)3.2.1 电路结构及工作原理 (3)3.2.2电路仿真 (4)3.2.3元件的选择及参数的确定 (5)3.3、温度控制单元电路 (5)3.3.1 电路结构及工作原理 (5)3.3.2 温度控制单元仿真电路 (6)3.4电源部分 (7)四.系统仿真 (9)结论 (9)致谢 (9)参考文献 (9)一、设计任务和要求1.1设计内容采用热敏电阻作为温度传感器，由于温度变化而引起电压的变化，再利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，从而通过输出电平对加热器进行控制。

1.2设计要求首先通过电源变压器把220V的交流电变成所需要的5V电压；当水温小于40℃时，H1、H2两个加热器同时打开，将容器内的水加热；当水温大于50℃，但小于70℃时，H1加热器打开，H2加热器关闭；当水温大于50℃时，H1、H2两个加热器同时关闭；当水温小于30℃，或者大于80℃时，红色发光二极管报警；当水温在30℃～80℃之间时，用绿色发光二极管指示水温正常[2]。

二、系统设计2.1系统要求系统主要要求将温度模拟量转化为数字量，再将其转化为控制信号，从而对显示电路和控制电路进行控制，从而自动的调节水温，2.2系统工作原理通过对水温进行测量，将所测量的温度值与给定值进行比较，利用比较后的输出信号至加热部分，让加热部分调控水温，从而实现对水温控制的目的。

自制可调温度控制器.

自制可调温度控制器(附原理图和源程序)2008年06月18日星期三 15:05自制可调温度控制器作者：温正伟原载:无线电杂志近期我发现很多DIY或是电子爱好的朋友们比较关注电子温度控制器制作的文章，前面我也发过一篇AT89C2051控制的简单温度计制作的文章,但是由于电路比较简易,而且没有调温功能.应部分朋友的要求我在此转载一篇温正伟在无线电杂志上发表过的一款可以方便调节、设定温度的控制器。

1．功能介绍笔者设计的这一款温度控制器是使用仍是比较常用的DS18B20集成温度传感器，还是用七段数码管做显示，完成温度采集与处理控制的CPU仍是AT89C2051单片机，但该电路具有电路简单，制作起来也无需调试，安装好后就可以使用等方便DIY的优点。

该电路最大的特点是用可以直观方便的调节所要限定的温度值，温度值是用3个7段共阳极数码管显示的，上电后会显示当前的温度值，按设定键时会闪烁显示设定温度值，这时可以按上/下调节键调整设定温度值，再次按下设定键时返回当前温度显示同时会对设定温度值进行保存，这个设定值会保存在DS18B20中，掉电后也不会丢失，下次上电时，单片机会自动读入上次的温度设定值。

长按设定键为关闭显示和温控，再次按下时功能再次打开。

电路中还设计了一路继电器控制，程序中设定超出设定温度时继电器被驱动吸合。

2．元器件背景及选用表一是元器件列表。

在这个电路中关键的两个元器件分别是单片机AT89C2051和温度传感传感芯片DS18B20。

AT89C2051具有2K的可多次擦写的FLASH存储器，有15个I/O口，用于做一些小型的控制显示和数据采集系统是很好的选择，本制作中2051单片机除要完成数据采集、处理、控制和显示的任务外，还要完按键值的采集、处理。

如果要用常规的数字加模拟电路实现起来就相对困难多了。

DS18B20是DALLAS半导体公司（现属MAXIM公司）设计生产的单总线数字温度传感器，单总线也就是说只用一根I/O引线完成数据的输入输出功能，所以它的体积很小，而且电压适用范围在3－5.5V，封装形式除有SO/uSO 的8PIN贴片式，还有更方便的三极管形式的TO－92封装（封装形式和引脚说明请看图一）。

温度控制电路设计

温度控制电路设计
温度控制电路是一种常用的控制系统，它可以实现对温度变化的有效检测和调节，以确保温度保持在预期范围之内。

温度控制往往分为模拟温度控制和数字温度控制，可以为温度输出 one 的具体行为提供更多选择和搭配。

模拟温度控制电路的设计主要由热敏元件、功率驱动器、传感器 strykers 电路三部分组成。

其中，热敏元件作用像开关一样，当传感器 strykers 检测到的温度变化超过预定的范围时，可以直接将电流（该元件特性电压）充当加热器或制冷器。

而电源驱动器则可以控制将电压传输到热敏芯片当中。

数字温度控制电路则是由有源和无源元件组成，有源元件负责实现预示温度控制，有效抑制不良正反馈，从而使系统得到更多稳定性的保证。

无源元件的功能是传感器的校正实现可编程的温度范围，使得系统能够针对不同温度范围的变化来实现相应的反应。

总体来说，温度控制电路的设计包括装备合理的产品结构，设计和选择有效的组件，针对传感器输入和控制输出有效检测和控制，以及加入保护措施等多个方面。

温度控制在我们的日常生活当中广泛而普遍，它既可以确保温度的可逆性，带来更高的精度，也能实现全功能的自动调节，以及一定的节能效果。

热敏电阻型温控电路设计及应用

Ｒ的阻值随温度变化而变化，当热敏电阻Ｒ阻值低于某一阻ｔｔ气道，解除制动时贯通出气口和排气口，时排泄制动管内在及余气，整个制动系统工作起来安全可靠。并且控制气口端的使螺塞可上下调节，活塞的行程也变的可调节，为同步阀准确可靠的工作和调节带来方便。该阀保证了拖挂与牵引车制动能源（高压气体）的同步，确保了拖挂与牵引车同步产生同等强度、同等速度的行车制动，
一
值或短路时，２饱和导通，截止，电器ＫｖＶ１继１吸合；反之，当其阻值高于某一阻值或开路时，饱和导通，２截止，断Ｖ１ＶＫ１
开。
２理论分析．
、
温控电路的技术分析
１制原理图．控
当ｖ２导通、截止时，、电压为２Ｖ，ｔｖ１１２端４Ｒ阻值较小时，Ｖ２导通、截止，ｖ１其等效电路图如图２所示。晶体管临界饱和
７８基极电流为：Ｂ（ｂ— ．／５［５ｌＡ。．Ｖ．Ｉ＝Ｕ２０７Ｒｘ＝８￣）３ｘ
由于ＩＢ远远大于ＩＢ，晶体管ｖ２处于深度饱和状态，这时，Ｉｃ和ＩＢ两者关系不再符合Ｉ＝ＩＣ￣Ｂ的关系，根据基尔霍夫
定律得如下方程式：
Ｃ１４１／０、２型号为ＢＸ５ — （１［＝７．４ＶＶＩＶｔＦＣ８８Ｂ、２为２０Ｖ３３６）
型号为Ｂ５Ｃ２０输出继电器Ｋｌ型号为Ｖ３３一０１Ｗ０１２０７Ａ０６０

简易实用模拟温控电路设计

简易实用模拟温控电路设计
温度控制系统被广泛应用于工业、农业、医疗等行业的仪器设备中，目前应用最多的是或微机系统设计的温度控制系统。

系统硬件部分由输人输出接口、中心处理单元、A/D转换、定时计数等集成模块组成，系统软件部分需要用运算量大的PID算法编程实现，整套控制系统设计及实现较为复杂和繁琐。

由分立元件组成的模拟型信号输入、放大、运算及控制输出都由硬件电路完成，不需要软件设计。

与数字电路相比，其设计及实现过程更为简便，所以采纳简易有用的实现温控电路的设计。

1 温控总电路组成
温控电路主要由电源部分、温度检测元件、信号放大、比例积分、比较、移相触发控制、超温庇护、加热炉和显示几部分组成，其电路结构1所示。

图1 温控系统电路组成图
由温度检测元件可以检测到温度值信号，该信号经过放大后输送至比例积分电路并与温度设定电压比较，比较结果输送至相触发电路产生可变周期的脉冲以触发固态继电器中导通角，从而可控制加热装置的加热功率，达到控制温度的目的。

温度补偿电路削减室温对温度测量精确度的影响；超温庇护电路可以保证在加热温度超过设定值时，装置停止加热，起到庇护设备的作用。

2 各分电路设计
2．1 电源电路
温控电路中需要直流电压的器件为运算及信息显示模块。

该电压由220V沟通电压经整流滤波后加。

至三端稳压器输出得到。

其电路2所示。

图2 电源
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简易温度控制器设计

简易温度控制器设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN电子技术综合训练设计报告题目：简易温度控制器制作姓名：张清明学号： 09260203班级：控制工程基地二班同组成员：吴舟航指导教师：杨新华李恒杰日期： 2010年7月17日摘要本设计是为了做一个简易温度控制器，其可分为两大部分：测温电路，比较控制电路。

测温电路将温度信号通过模拟电路转换成电压信号，采用热敏电阻根据温度的变化来引起电压的变化。

比较控制电路将转换后的电压信号利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较这样比较器就将模拟的电压信号范围转化为只有几组1和0两种情况的组合，输出高或低电平通过数字逻辑确定LED灯显示温度状态。

控制电路也是将转换后的电压信号过比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或输出高或低电平控制加热装置，从而控制温度。

关键词：温度检测，信号转换，比较，显示，控制。

目录一、设计任务和要求....................................... 错误!未定义书签。

１.１设计内容 ....................................... 错误!未定义书签。

１.２技术要求：.................................... 错误!未定义书签。

二、系统设计................................................... 错误!未定义书签。

２.１系统要求 ....................................... 错误!未定义书签。

２.２设计方案 (5)２.３系统工作原理.................................. 错误!未定义书签。

三、单元电路设计........................................... 错误!未定义书签。

一种简易红外温控系统的设计_管敏杰

U5
+ -
OP07DP
U0
+
R4
5
R7
1 R1
1 kΩ
1 kΩ
2R2 1 kΩ
3R3
1 kΩ 4
R5
7
1 kΩ
10 kΩ
U2
6
-
+
OP07DP R8 0
10 kΩ
图 3 三运放测量电路结构图
6
光电技术应用
第 26 卷
在三运放电路的实际应用中，传感器和测量放大电路间通常用屏蔽电缆连接，屏蔽层接地，这会使电缆芯线和屏蔽层间形成电容的结构，进而降低共模抑制比的能力。如果温度的测量需要高精度，则可以采用共模电压自举的方法，来构成有源屏蔽驱动电路，来消除上述的缺陷，而如果对精度要求不高，则不用考虑。 1.2.2 信号分离电路
Abstract: Through researching the principle of the temperature measurement and control, the simple temper⁃ ature control system based on the infrared temperature sensor is designed. The data acquisition card can finish the task of the data collection, the calculation and the control, so it is not necessary to design other parts. The princi⁃ ples and design methods of the thermoelectric infrared temperature sensor, the measurement circuit, the drive pro⁃ tection circuit, the actuator, the heating device and the power supply are analyzed. The whole temperature mea⁃ surement and control system is a simple structure, a low cost and easily realized. The system can measure and control the surface temperature of the objects well.

基于555和热敏电阻的温控加热器电路设计

基于555和热敏电阻的温控加热器电路设计温控加热器是一种能够根据环境温度的变化来调节加热器工作状态的电路。

本文将基于555定时器和热敏电阻设计一个温控加热器电路。

首先，我们需要了解一些基本的电子元件和原理。

555定时器是一个广泛应用于电子装置中的标准集成电路，它可以提供多种不同的工作模式。

热敏电阻是一种具有温度敏感特性的电阻器，它的电阻值会随着环境温度的变化而变化。

接下来，我们将详细介绍温控加热器电路的设计步骤：1.确定需要监测和控制的温度范围。

这个范围将决定我们需要选择的热敏电阻和其他电子元件的参数。

2.选择合适的热敏电阻。

根据需求，选择一个在需要监测的温度范围内电阻值变化较大且稳定的热敏电阻。

3.设计电流调度电路。

由于热敏电阻的电阻值较大，为了提供足够的电流对其进行测量，我们需要设计一个电流放大器电路。

4.设计一个基于555定时器的矩形波发生器电路。

这个电路将产生一个固定频率和占空比的方波信号。

5.将矩形波信号和热敏电阻测量电路相连接。

矩形波信号将作为激励信号，而热敏电阻将作为测量物体的敏感元件。

6.设计一个比较器电路。

比较器将测量到的热敏电阻值与设定的温度阈值进行比较，并输出一个控制信号。

7.设计一个继电器驱动电路。

继电器将根据比较器输出的控制信号，打开或关闭加热器。

8.将继电器连接到加热器。

继电器将根据控制信号打开或关闭加热器，从而控制加热器的工作状态。

以上是基于555定时器和热敏电阻设计温控加热器电路的步骤。

通过这个电路，我们可以实现对加热器的温度控制，并根据实际需求对温度进行自动调节。

这个电路在许多领域中都有广泛应用，如恒温箱、温控水壶等。

当然，在实际设计过程中，还涉及到电路的参数选择、连接设计和电源供应等方面的考虑。

因此，在进行具体设计前，还需要进行更详细的研究和分析。

希望以上的简要介绍能够对你的温控加热器电路设计提供一些帮助。

温度控制电路

本科生毕业设计 (论文) 题目：温度控制电路教学单位电气信息工程学院 _姓名 _ ______ ___学号_____年级 ___2005级_________ _专业 ___电子信息工程_____指导教师 ___职称 ___完稿时间温度控制电路设计摘要在电子技术飞速发展的今天，测量控制技术已经涉及到军事和工业的各个环节，并越来越多的受到人们的重视。

传感器的出现，使得人们生产生活方式发生了重大变化，使得科学实验和应用工程的自动化程度发生了巨大改变。

温度是工业生产科学研究等行业中相当重要的参数之一，温度控制在各个行业中都是相当重要的一个环节对人们生活生产起着重大作用。

温度控制的关键在于测温和控制两个方面。

温度测量是温度控制的基础。

论文主要讨论了基于模拟电路的温度控制电路，该电路通过精密摄氏温度传感器LM35测量温度将温度比较转化为电压比较的方法来达到控制的目的。

本文介绍了该控制电路的原理，温度信号的采集电路，去干扰电路，功率放大电路，模数转换及显示电路，LM35的原理、电压比较器的工作原理。

关键词：温度控制温度测量LM35应用电压比较器Design of temperature control circuitAbstractIn electronic technology rapid development today，the electronic observations and control technology research and the project apply by spread the military and industrial production each department and more and more many is valued by people. The electronic observation and control technology appearance, caused traditional the electronic surveying in the principle, the function, the precision and the automaticity has had huge change, caused the scientific experiment and the application project automaticity can obviously enhance.Temperature is one of important parameters in industrial production and scientific experiment course. In metallurgy, machinery, material, chemical engineering, petroleum and the course of heat treatment, the control effect for temperature directly affects service life and the quality of product. Therefore temperature control is the technology of a key in every field.The key of temperature control lies control .Temperature measure is that the more in two aspects of to measure and to technical comparison of this respect and the foundation of temperature control ripen.It presents the designing of the analog circuit on LM35 temperature sensor and the editing and the debugging of the whole temperature control circuit .In this paper, it interview the principle of the temperature control circuit, temperature measure circuit, anti-jamming circuit, frequency power arnplifier and RAMDAC the theory of LM35 chip and voltage comparator.Keyword: Temperature control Temperature measure LM35 application V oltage comparator目录摘要绪论 (6)1温度控制电路 (7)1.1 设计要求 (7)1.2 方案选择与论证 (7)2基于模拟电路的温度控制电路2.1温度信号检测及显示部分2.2温度控制部分2.3所用器件介绍2.3.1 LM35精密集成电路温度传感器2.3.2 三位半LED显示A/D转换器ICL71073 温度信号的检测和信号调整 (11)3.1温度侧量及信号调理电路的设计3.1.1选用合适的传感器3.1.2设计信号调整电路3.3温度测量的误差分析4 温度控制系统的设计 (19)4.1 控制系统4.2 电压比较技术 (21)5 显示电路的设计 (28)5.1 显示电路原理 (28)5.2 显示电路设计 (28)6总结 (29)6.1干扰分析6.2总结与改进参考文献 (29)附录A：系统原理图与pcb版图 (35)致谢绪论在钢铁、机械、石油化工、电力、等工业生产中，温度是极为普遍又极为重要的热工参数之一;随着科学技术和生产发展,需要对各种参数进行测量,温度是工业对象中主要的被控参数之一.在冶金工业,化工生产,电力工程,机械制造和食品加工等许多领域中,人们都需要对各种环境中的温度进行检测和控制,温度控制对于大型工业和日常生活用品等工程都具有广阔的应用前景.例如冶金工业中的炼钢炉温度控制、化工生产中的培养皿温度控制、食品加工车间的温度控制等。

简易水温控制电路

《简易水温控制电路》课程设计报告学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：20 10 年12 月20~24 日目录1.课程设计目的 (2)2.课程设计任务和要求 (2)3. 课程设计报告内容 (3)4.元器件清单 (13)5. 设计总结 (14)6. 参考书目 (15)附录 (16)1.课程设计目的1）结合所学的电子电路的理论知识完成简易水温控制电路课程设计；2）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法；3）提高自己综合分析问题和解决问题的能力。

2.课程设计任务和要求2.1课程设计任务我设计一个简易水温控制电路。

该电力能够将水温控制在一个合适的范围内，同时可以通过手动实现对水温范围的改变。

2.2课程设计要求（1）要求电路能够通过两根电阻丝实现对水温的控制。

假定水温范围是t1<t>t2，t为实际温度。

当t< t1时，两根电阻丝都通电加热；当t1<t>t2时，仅一根电阻丝通电加热；当t>t2时，两根电阻丝都不通电。

（2）要求电路在t1、t2温度点不能出现跳闸现象，即电阻丝不能进行短时间内反复在通电和不通电之间转换。

（3）要求电路能够显示出电阻丝的通电与否。

要求电路能够手动调节水温控制的范围。

（4）要求有课题综述，电路设计框；3. 课程设计报告内容3.1课程设计方案选择及说明（1）系统组成框图简易水温控制电路的总体框图如图1所示。

它是由水温监测电路、水温范围测量电路、电阻丝开关电路、显示电路和电源电路5部分构成的。

如图1 简易水温控制电路的总体框图水温监测电路的功能是利用温度传感器的特性监测水温的变化，同时将温度信号转化为电信号。

水温范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性来避免跳闸现象。

电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和加热电路的强、弱电转换。

显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。

电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。

采用滞回比较器设计的温控电路

模拟电子技术课程设计报告书2011年 6月28日课题名称采用滞回比较器设计的温控电路姓名陈川学号 20096705 院、系、部电气系专业电气工程及其自动化指导教师王振玉※※※※※※※※※ ※※※※ ※※ ※※※※※※※※※2009级模拟电子技术课程设计滞回比较器设计的温控电路摘要：本设计实验采用负温度系数特性的热敏电阻、运放电路、滞回比较器、发光LED构成的温控电路。

采用的负温度系数特性的热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。

运放器具有信号放大作用。

滞回比较器有两个不同的门限电平，其传输特性成滞回形状。

一、设计目的由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC元件）Rt为一臂组成测温电桥，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。

二、设计要求及原理图电路原理图如下图所示,其基本工作原理它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC 元件）Rt为一臂组成测温电桥，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温度监测及控制电路三、电路分析(1)、测温电桥由R1、R2、R3、RW1及Rt组成测温电桥，其中Rt是温度传感器。

其呈现出的阻值与温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Rt的工作电流，达到稳定其温度系数的目的，设置了稳压管D2。

RW1可决定测温电桥的平衡。

(2）、差动放大电路由A1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。

其输出电压U O1 =﹣U A(R7+R W 2）/R4 +U B[(R4+R7+R W 2)/R4][R6/(R5+R6)]当R4＝R5，（R7+R W2）=R6时U o1 = (U B﹣U A )(R7+R W 2)/R4RW3用于差动放大器调零。

stm32单片机温控电路设计_概述说明以及解释

stm32单片机温控电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代工业和生活中，温控电路设计是一个非常关键的技术领域。

通过对温度的监测和控制，可以实现许多重要的功能，例如保持设备运行在适宜的温度范围内，提高工作效率，预防过热或过冷导致的故障等。

而STM32单片机则是一种广泛应用于嵌入式系统中的强大的微控制器芯片，在温控电路设计中发挥着重要作用。

1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分进行阐述。

首先介绍STM32单片机以及其在嵌入式系统中的作用与优势。

然后详细讲解温控电路设计原理，包括基本原理、主要组成部分等内容。

接着会对温度传感器进行选型与接口设计方面进行深入探讨。

最后，我们将进一步展开讨论其他相关话题并得出结论与展望。

1.3 目的本文旨在通过对STM32单片机温控电路设计的概述说明和解释，帮助读者更好地理解和应用该技术。

同时，将介绍一些常见的温控电路设计原理和方法，以及如何选择适合的温度传感器并设计有效的接口。

通过本文的阅读，相信读者能够对STM32单片机温控电路设计有更深入的了解，并且能够根据实际需求进行具体应用。

2. 正文：2.1 stm32单片机简介STM32单片机是由STMicroelectronics（意法半导体）公司开发的基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列。

它具有强大的性能、高度集成的外设以及丰富的接口，广泛应用于各种嵌入式系统中。

2.2 温控电路设计原理温控电路设计的目标是通过对温度进行监测和反馈调节，实现对某个系统或器件的温度进行精确控制。

其原理可以简要分为两个步骤：温度检测和温度调节。

在温度检测方面，我们通常会选用一种合适的温度传感器来实时感知环境或器件中的温度变化。

传感器将通过电压信号、模拟信号或数字信号等形式输出相应的温度数值。

而在温度调节方面，我们使用stm32单片机作为控制器来完成。

借助stm32单片机丰富的外设和强大的处理能力，可以通过与其他元件（如继电器、加热元件等）结合使用，在有效范围内调整或维持系统、器件所需的目标温度。

热敏电阻的应用典型练习题8

热敏电阻的应用典型练习题8注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．某同学通过实验制作一简易温控开关，实验原理图如图所示，当继电器电流超过10 mA 时，衔铁吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻与温度t 的关系如下表所示．(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)电源E2(6 V，内阻不计)滑动变阻器R1(0～20 Ω，内阻不计)滑动变阻器R2(0～200 Ω，内阻不计)热敏电阻R t电阻箱(0～999.9 Ω)开关S，导线若干为使该装置实验对30～80℃之间任意温度的控制，电源应选______(选填“E1”或“E2”)；滑动变阻器选_______(选填“R1”或“R2”)．(2)欲使热敏电阻为40℃时衔铁吸合，下列操作步骤正确的顺序是______．℃将热敏电阻接入电路℃观察到继电器的衔铁被吸合℃断开开关，将电阻箱从电路中移除℃合上开关，调节滑动变阻器的阻值℃断开开关，用变阻箱替换热敏电阻，将变阻箱电阻调至145.4 ΩA ．℃℃℃℃℃B ．℃℃℃℃℃C ．℃℃℃℃℃D ．℃℃℃℃℃【答案】 1E 2R A【分析】()1根据电路工作过程热敏电阻阻值变化范围得到滑动变阻器变化范围，然后根据电路，由电流范围得到电源电动势；()2根据工作时热敏电阻阻值，代入电阻箱调节电路，使电路滑动变阻器的位置符合要求，然后接入热敏电阻正常运行．【详解】()1为使该装置实验对3080～℃之间任意温度的控制，滑动变阻器的最大阻值必定大于热敏电阻的电阻变化，故R 150Ω>，那么，滑动变阻器选用2R ；又有继电器电阻r 20Ω=，电路中的电流t E I r R R =++，要使电路能实现任意温度的控制，那么，当热敏电阻最大时，tE 10mA I r R <≤+，故E 220Ω10mA 2.2V >⨯=，故选择电源电动势和2.2V 较接近的，故选用电源1E ；()2欲使热敏电阻为40℃时衔铁吸合，先将热敏电阻用与热敏电阻40℃时电阻的等值电阻箱替换，然后调节滑动变阻器使衔铁吸合，然后断开电路，换回热敏电阻即可；故操作步骤顺序为⑤④②③①；故选A ；【点睛】伏安法测电阻实验中，若最大电流大于电流表量程则采用分压式接法，一般采用限流式接法；被测电阻较大，电流表采用内接法；被测电阻较小，电流表采用外接法． 2．如图所示，图甲为热敏电阻的R -t 图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω．当线圈的电流大于或等于20mA 时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0V ，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．（1）应该把恒温箱内的加热器接在________________（填“A 、B”端或“C 、D”端）；（2）若恒温箱系统要保持温度为50℃，则需把滑动变阻器调节到____________Ω；为了实现调节滑动变阻器到此阻值进行了下列步骤：℃电路接通前，滑动变阻器调节最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值应为_______Ω；℃将单刀双掷开关向______________（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合．℃保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷向另一端闭合，恒温箱系统即可正常使用．【答案】A、B端26090c【详解】(1)由图知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，由闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，当大到继电器的衔铁被吸合时的电流，恒温箱内的加热器，停止加热，故恒温箱内的加热器接在A、B端；(2)当恒温箱内的温度保持50℃，应调节可变电阻R′的阻值使电流达到20mA，由闭合电路欧姆定律得Er R RI++'=，即9100902600.02ER r RI'=--=--=Ω，即可变电阻R′的阻值应调节为260Ω；℃电路接通前，滑动变阻器调节最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，电阻箱的阻值应等于热敏电阻的电阻，应为90Ω，℃将单刀双掷开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合；3．某研究性学习小组为探究热敏电阻的特性而进行了如下实验．他们分若干次向如图所示的烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表格中．(1)将表格中的实验数据在如图给定的坐标纸上描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象________．可以看出该热敏电阻的阻值随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)．(2)他们用该热敏电阻作为温度传感器设计了一个温度控制电路，如图所示，请在虚线框中正确画出斯密特触发器________．图中二极管的作用是：_____________.(3)当加在斯密特触发器输入端的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端电压会突然从高电平跳到低电平，而当输入端的电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端电压会从低电平跳到高电平，从而实现温度控制．已知可变电阻R1＝12.6 kΩ，则温度可控制在________ ℃到________ ℃之间(结果保留整数，不考虑斯密特触发器的分流影响)．【答案】减小为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中产生的自感电动势损坏集成电路； 38 82【详解】(1)[1][2]．运用描点法作出热敏电阻的阻值R 随温度t 变化的图象，由图象可看出，温度升高热敏电阻的阻值减小；(2)[3][4]．施密特触发器如图乙，二极管的作用是为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏集成电路，二极管提供自感电流的通路；(3)[5][6]．设斯密特触发器输入端电压U ’=1.6V 时，热敏电阻的阻值为R ’，则1U R E R R ''=+'将E =5V ，R 1=12.6k Ω代入，求得R ’=5.9k Ω，对应图甲中R −t 图象，t ’=38℃；同理，触发器输入端电压U ”=0.8V 时，求出热敏电阻的阻值为R ”=2.4k Ω，对应图甲中R −t 图象，t ”=82℃；4．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量).例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量，热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示，图乙是由热敏电阻R 1作为传感器制作的简单自动报警器线路图，问：(1)为了使温度过高时报警器铃响， c 应接在_________(填“a”或“b”).(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P 点向______移动(填“左”或“右”).(3)直流电源电动势为18V (内阻不计) ,热敏电阻R 1达到100℃电阻大小为600Ω.流过热敏电阻R 1的电流超过I c 时就会报警，I c 为10mA,则滑动变阻器应选择________A ． R 2 (0-200Ω)B ． R 2 (0-1000Ω)C ． R 2 (0-2000Ω)(4)若要将此系统改为光敏电阻控制的报警系统，要求当光敏电阻的光照达到或超过某一特定值时，系统报警．将滑动变阻器滑P 置于正中间位置，然后重复上述操作，报警器刚好报警，光敏电阻特定值为_____Ω．【答案】 a 左 C 800Ω【详解】（1）根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出，电阻随温度的升高而减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，为了使温度过高时发送报警信息，则热敏电阻阻值最小，开关c 应该接在a 处，（2）若使报警的最低温度提高些电路中电阻增大，则滑动变阻R 应将P 点向左移动．（3）电压为18V ，而报警时的电流为10mA ；此时电阻约为：31818001010R -==Ω⨯，而热敏电阻的阻值约为600Ω；故滑动变阻器接入电阻约为1200Ω；故应选择C ．（4）电压为18V ，而报警时的电流为10mA ；此时电阻约为：31818001010R -==Ω⨯，当滑动变阻器滑P 置于正中间位置时报警器刚好报警，则滑动变阻器的电阻为1000P R =Ω，故光敏电阻特定值为800P R R -=Ω．【点睛】分析实验，明确实验原理，根据题目要求即可明确电路结构；根据欧姆定律确定电路中的电阻，则可明确滑动变阻器的选择；根据仪器原理进行分析，明确电阻箱的作用以及实验过程和实验安全的分析，则可以明确滑动变阻器的调节和实验现象．5．如图甲所示为热敏电阻的R t -图象，图乙为用此热敏电阻R 和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200.Ω当线圈中的电流大于或等于20mA 时，继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电电池的电动势8E V =，内阻可以不计.图中的“电源”是恒温箱加热电源．(1)图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高______ (填“增大”.“减小”或“不变”)；(2)应该把恒温箱内加热器接______ 端.(填“AB ”或“CD ”)；(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，滑动变阻器1R 接入电路的电阻值为______ .Ω【答案】减小 AB 150【详解】(1)由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小；(2)当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB 部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A 、B 端．(3)当温度达到100℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达20mA=0.02A ，根据闭合电路欧姆定律可得：10E I R R R =++，解得：R 1=150Ω．【点睛】在解答本题的时候要分析清楚，控制电路和加热电路是两个不同的电路，只有当温度较低，需要加热的时候，加热电路才会工作，而控制电路是一直通电的．6．温度传感器是一种将温度变化转化为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻，在某次实验中，为了测量热敏电阻R T 在0C ︒到100C ︒之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路．其实验步骤如下：℃正确连接电路，在保温容器中加入适量开水；℃加入适量的冰水，待温度稳定后，测量不同温度下热敏电阻的阻值；℃重复第℃步操作若干次，测得多组数据．（1）该小组用多用电表“100⨯”档测热敏电阻在100C ︒下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到______档（选填“10⨯”、“1k ⨯”）；如果换挡后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：___________，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是_____Ω；实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图丙的T R t -关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R T -t 关系________；（2）若把该热敏电阻与电源（电动势E=1.5V 、内阻不计）、电流表（量程为5mA 、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R 0串联起来，连成如图丁所示的电路，用该电阻作测量探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”．℃电流表刻度较大处对应的温度刻度应该_______(填“较大”或“较小”)；℃若电阻箱的阻值取R 0=220Ω，则电流表3mA 处所对应的温度刻度为______C ︒．【答案】 10⨯ 重新进行欧姆调零 200Ω 100T R t =+ 较小 80C ︒【详解】（1）[1][2][3]．用多用表的“×100”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大，说明电阻较小，换用小倍率的，所以换用“×10”倍率；换挡后，需重新欧姆调零，电阻的阻值等于20×10Ω=200Ω，[4]．从图中取相距较远的两个特殊点，代入R T =R 0+kt 计算，由图有：120=R 0+20k200=R 0+100k解得R 0=100Ω，k =1，故该热敏电阻的R -t 关系式R T =100+t ；（2）℃[5]．由闭合电路欧姆定律有()g g E I R R R =+'+可见电流越小电阻越大，而电阻越大温度则越高，即电流刻度较小处对应的温度刻度应该较大，电流刻度较大处对应的温度刻度应该较小；℃[6]．若电阻箱阻值220R '=Ω时，代入()g g E I R R R =+'+，得热敏电阻的阻值为：R =180Ω结合图甲可知热敏电阻阻值与温度关系式为：R =t+100，故此时对应的温度数值为80℃．【点睛】多用电表的刻度盘零刻度在右边，当指针偏角比较大时，说明电阻比较小，指针偏角比较小时，说明电阻比较大；每次换挡需重新进行欧姆调零，欧姆表测电阻的阻值等于读数乘以倍率，根据图象的性质可明确对应的公式；电流小，根据闭合电路欧姆定律，可以得到热敏电阻的电阻值大，而根据题图甲，热敏电阻的电阻大时温度高；根据闭合电路欧姆定律计算得到热敏电阻R 的值，再从电阻与温度图象得到温度值．7．热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC ）和负温度系数电阻器（NTC ），正温度系数电阻器（PTC ）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC ）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中，为了测量热敏电阻T R 在0℃到100℃之间多个温度下的阻值，两个小球分别进行了实验：（1）第一实验小组设计了如图甲所示的电路，其实验步骤如下：a ．正确连接电路，在保温容器中加入适量开水；b ．加入适量的冰水，待温度稳定后，测量不同温度下热敏电阻的阻值；c ．重复b 步骤操作若干次，测得多组数据．该小组用多用电表“×100”档测热敏电阻在100℃下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到_____档（选填“×10”、“×1k”）；如果换档后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：_____，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是_____Ω；（2）第二实验小组设计了如图丙所示的电路，其中mA 是量程为1mA ，内阻忽略不计的电流表，E 为电源，R 为滑动变阻器，0R 为电阻箱，S 为单刀双掷开关，其实验步骤如下： a ．调节温度，使得T R 的温度达到1T ；b ．将S 拨向接点1，调节滑动变阻器R ，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数1I ；c ．将S 拨向接点2，调节________，使电流表的读数仍为1I ，记下此时电阻箱的读数1R ；d ．改变T R 的温度，重复以上步骤，即可测得该热敏电阻T R 的阻值随温度的变化关系． ℃补充完整上述横线处的实验步骤________；℃由以上操作过程可知，当T R 的温度为1T 时，T R ＝_______；℃实验测得一组数据如下表所示，请根据表中数据在图丁的坐标格中作出T R 随温度t 变化的图像________，由图可知，热敏电阻T R 的阻值随温度t 变化的关系式为________； ℃请分析说明该热敏电阻是_______热敏电阻（填PTC 或NTC ）；【答案】 ×10 重新欧姆调零 200 电阻箱0R 1RT 100(Ω)R t =+ PTC【详解】（1）[1]用“×100Ω”挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针向右偏转角度过大，说明所选挡位太大，为了较准确地进行测量，应换小挡进行测量，可选“×10”；[2]换挡后要重新进行欧姆调零；[3]如图所示，欧姆表示数为2010200⨯Ω=Ω（2）℃c ．[4]该实验采用替代法测量热敏电阻，实验步骤为：将S 拨向接点2，调节电阻箱0R ，使电流表的读数仍为1I ；℃[5]由以上操作过程可知，当T R 的温度为1T 时，记下对应此时电阻箱的读数1R ，则利用等效替代法可知T 1R R =℃[6][7]根据表格中数据，在图丁的坐标格中作出T R 随温度t 变化的图像，如图所示由T R t -图像，根据数学知识得到100(Ω)R t =+℃[8]从图线可知电阻值随温度的升高而增大，即电阻正温度系数电阻器，所以该热敏电阻是PTC 。

一种简易温控电路的设计

一种简易温控电路的设计0 引言随着科技的发展与人民生活水平的提高，温控电路在生产、生活中应用非常普遍，像空调、冰箱、电饭锅等都离不开温控电路。

本设计主要应用在对控温精度要求不太高的产品上，在保证控温精度的前提下，尽可能地降低成本、减小体积，提高性价比。

本设计共分为两大部分：一、阻容降压电源的设计；二、窗口比较器的设计。

1 阻容降压电源的设计（1）、RC降压的基本原理电容降压的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下，产生的容抗来限制最大工作电流。

例如，在50Hz的工频条件下，一个1uF的电容所产生的容抗约为3185欧姆。

当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。

虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,因为流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。

根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。

通常降压电容C的容量与负载电流I的关系可近似认为：C=14.5I，其中C 的容量单位是μF，I的单位是A。

电容降压实际上是利用容抗限流。

而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

（2）、器件选择a、电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。

因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。

C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。

当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。

b、为保证C1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。

c、泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。

电容降压式简易电源的基本电路如图1，C1为降压电容，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻，D1为全桥整流电路，L1为保护电感，C2为滤波电容，D2为稳压管。