恒温控制电路设计
基于单片机的恒温箱控制系统设计
基于单片机的恒温箱控制系统设计一、引言在现代科技的众多应用领域中，恒温控制技术扮演着至关重要的角色。
无论是在医疗、化工、科研还是在食品加工等行业，对环境温度的精确控制都有着严格的要求。
恒温箱作为实现恒温控制的重要设备，其性能的优劣直接影响到相关工作的质量和效率。
基于单片机的恒温箱控制系统凭借其精度高、稳定性好、成本低等优点，得到了广泛的应用。
二、系统总体设计（一）设计目标本恒温箱控制系统的设计目标是能够在设定的温度范围内，精确地控制箱内温度，使其保持恒定。
温度控制精度为±05℃，温度调节范围为 0℃ 100℃。
（二）系统组成该系统主要由温度传感器、单片机、驱动电路、加热制冷装置和显示模块等部分组成。
温度传感器用于实时采集恒温箱内的温度数据，并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机作为核心控制单元，对采集到的温度数据进行处理和分析，根据预设的控制算法生成控制信号，通过驱动电路控制加热制冷装置的工作状态，从而实现对箱内温度的调节。
显示模块用于实时显示箱内温度和系统的工作状态。
三、硬件设计（一）单片机选型选择合适的单片机是系统设计的关键。
考虑到系统的性能要求和成本因素，本设计选用了_____型号的单片机。
该单片机具有丰富的片上资源，如 ADC 转换模块、定时器/计数器、通用 I/O 口等，能够满足系统的控制需求。
（二）温度传感器选用_____型号的数字式温度传感器，其具有高精度、低功耗、响应速度快等优点。
传感器通过 I2C 总线与单片机进行通信，将采集到的温度数据传输给单片机。
（三）驱动电路驱动电路用于控制加热制冷装置的工作。
加热装置采用电阻丝加热，制冷装置采用半导体制冷片。
驱动电路采用_____芯片，通过单片机输出的控制信号来控制加热制冷装置的通断，从而实现温度的调节。
（四）显示模块显示模块选用_____型号的液晶显示屏，通过单片机的并行接口与单片机进行连接。
显示屏能够实时显示箱内温度、设定温度以及系统的工作状态等信息。
恒温控制电路课程设计
摘要本设计采用的是555时基集成电路制成的温度控制器电路，通过热敏电阻将温度的变化量转化为电阻的变化量，将由于热敏电阻阻值的变化而引起的电压的变化当做IC555时基集成电路的控制指令，从而使其输出高低电平来控制电磁继电器的工作，从而使其输出高低电平来控制电磁继电器的工作，再由电磁继电器驱动再由电磁继电器驱动加热器来实现室内温度的调节与控制。
加热器来实现室内温度的调节与控制。
该种电路设计具有使用元件少、该种电路设计具有使用元件少、该种电路设计具有使用元件少、制作简单等特点。
制作简单等特点。
制作简单等特点。
容容易操控并且效果明显，在实际生活中较为常见。
关键词：时基集成电路；热敏电阻；控温电路；IC555；电磁继电器综述随着电力电子技术的发展，电子技术在电气设备和电气控制领域中的应用越来越广泛。
恒温控制电路在现实生活中无处不在，恒温控制电路在现实生活中无处不在，例如：室内温度控制、禽蛋孵化恒温箱、例如：室内温度控制、禽蛋孵化恒温箱、例如：室内温度控制、禽蛋孵化恒温箱、电子设备中电子设备中主机的温度控制等。
可见恒温控制电路的重要性。
本次设计题目《小室恒温控制电路设计》运用所学的知识，通过查阅一些文献和资料，实现了小室的温度自动控制在所设定的温度内实现了小室的温度自动控制在所设定的温度内（（T=T=±±δT ）℃,且恒定温度且恒定温度 T T T℃的设定在一定℃的设定在一定范围内可调，并且用灯泡模拟加热系统，在设定温度（T=-δT ）℃以下灯泡自动亮）℃以下灯泡自动亮((加热加热))，达到（达到（T=+T=+δT ）℃时灯泡自动灭（停止加热）。
使得室内始终保持恒定的温度。
使得室内始终保持恒定的温度。
本次设计能够熟练555时基集成电路在实际电路中的应用，从而使它在这种电路中更好地发挥了其广实用的特性，达到方便快捷的目的。
目录1.1.方案设计与分析方案设计与分析 ............................................................. . (22)1.1 采用集成运放电路制成的控温电路.............................................................................. 21.2 采用555时基集成电路的控温电路................................................................................ 32.2.电路设计框图及功能描述电路设计框图及功能描述 ..................................................... .. (33)2.1电路设计框图..................................................................................................................... 32.2各系统功能描述................................................................................................................. 31.1.电源整流系统功能电源整流系统功能......................................................................................................... 32.2.温度检测系统功能温度检测系统功能......................................................................................................... 33.3.温度控制系统功能温度控制系统功能......................................................................................................... 43.3.电路原理及参数计算电路原理及参数计算 ......................................................... (44)3.1元器件的介绍..................................................................................................................... 41.NE555定时器定时器................................................................................................................. 4 2.负温度系数热敏电阻Rt ................................................................................................. 5 3.整流二极管...................................................................................................................... 5 4.电磁继电器...................................................................................................................... 5 5.稳压二极管...................................................................................................................... 63.2 各部分系统电路的原理及参数....................................................................................... 61.电源整流系统的原理及参数.......................................................................................... 62.温度检测系统原理及参数.............................................................................................. 73.温度控制系统原理及参数.............................................................................................. 84.4.电路原理图电路原理图 ................................................................. .. (99)4.1整个小室工作系统的温度控制电路图............................................................................. 94.2整个设计电路的仿真图（proteus ）............................................................................. 105.5.课程设计体会课程设计体会 .............................................................. .. (1212)参考文献 .................................................................... .. (1313)图1-1 采用集成运放器的控温电路该电路虽然可以实现控制温度的目的，该电路虽然可以实现控制温度的目的，但电路结构较为复杂，但电路结构较为复杂，但电路结构较为复杂，所使用的元件较多，所使用的元件较多，所使用的元件较多，制作制作起来比较麻烦，起来比较麻烦，而且靠滞回比较器的滞环宽度确定控温的精度，而且靠滞回比较器的滞环宽度确定控温的精度，而且靠滞回比较器的滞环宽度确定控温的精度，计算和控制都不灵活，计算和控制都不灵活，计算和控制都不灵活，所以所以本次设计不采用这个方案。
恒温控制电路设计
恒温控制电路设计一.概述：本设计的主要内容是用单片机系统进行温度实时采集与控制。
温度信号由AD590K和温度/电压转换电路提供，对AD590K进行了精度优于正负0.1° C的非线性补偿，温度实时控制采用分段非线性和积分分离PI算法，其分段点是设定温度的函数。
控制输出来用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率。
系统具备较高的测量精度和控制精度。
二.实施方案：本题目是设计制作一个恒温箱控制系统，为测量和温度调节方便，内加2L纯净水，加热器为100W电炉。
要求能在40度到100度范围内设定控制水温，静态控制精度为0.2° C,并具有较好的快速性与较小的超调.含有十进制数码管显示、温度曲线打印等功能。
关键词：非线性补偿：大多数被测参数与显示值之间呈现非线性关系，为了消除非线性误差，必须在仪表中加入非线性补偿电路。
常用的方法有：模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。
分段非线性：由于热敏电阻的阻值与温度之间的关系存在着非线性，需通过计算机进行非线性改正，消除非线性的影响。
为克服非线性的影响，采用分段线性法补偿。
如果该温度计的测量范围为5c至45℃,将整个温度测量范围等分为10个小区间，每4度为一个区间，在每个区间内温度与频率的关系可视为线性。
过零检测光耦：过零检测光藕就是在交流电网过零检测光藕.在电网过零时干扰最小,不会影响模拟测量的结果，这种光耦是在直流电时导通的.它的前级结构是二极管。
热惯性：系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。
超调：系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定。
传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。
stm32f103的恒温室控制系统设计
stm32f103的恒温室控制系统设计
STM32F103恒温室控制系统的设计是基于STM32F103的ARM处理器，旨在实现对环境温度的恒温控制。
整个控制系
统包括软件程序、硬件电路及相关传感器。
由于STM32F103是一种性能优异的微控制器，因此具有良好
的外部性能，主要应用于电子产品的恒温控制。
首先，要设计出用于恒温控制的电路。
在这里，我们使用了PID控制电路，其中包括温度传感器、I/O接口和电源电路等，确保系统的稳
定性。
接着，我们编写了围绕STM32F103的控制程序，该程
序实现了通过温度传感器读取当前温度，并根据温度差调整加热装置，以保证恒温室内部温度恒定不变。
此外，我们还编写了围绕STM32F103的用户界面，用于方便
用户查看当前温度，设置所需的温度值并监控温度的变化。
同时，系统也支持将数据存储在SD卡上，以便可以随时查看和
分析温度变化的历史记录。
总而言之，我们设计的STM32F103恒温室控制系统具有以下
特点：1）恒温控制精度高；2）低功耗，提高系统的可靠性；3）数据存储，方便查看和分析数据；4）人性化的用户界面，方便用户操作。
同时，这一控制系统还可以用于其他用途，如净化室，仪器仪表等温度控制领域。
一种基于mos管的恒温控制方法
一种基于mos管的恒温控制方法基于MOS管的恒温控制方法可以通过调整MOS管的工作状态来控制温度。
具体来说，可以通过调整MOS管的导通和截止状态来控制电流的大小，从而控制电路中的功耗以及最终的温度。
以下是一种基于MOS管的恒温控制方法的详细解释。
首先，我们需要设计一个基本的恒温控制电路。
电路的核心是MOS管，用于控制电流的流向。
在电路中，还需要一个温度传感器，用于实时测量当前温度，并将测量结果反馈给控制电路。
此外，还需要一个比较器，用于比较实时测量到的温度和设定的目标温度。
整个恒温控制系统的工作原理如下：1.温度传感器实时测量当前的温度，并将测量结果传输给比较器。
2.比较器将实时测量到的温度与设定的目标温度进行比较。
3.根据比较器的比较结果，控制电路决定是否调整MOS管的工作状态。
4.如果当前温度低于目标温度，控制电路将使MOS管导通，从而增加电路中的功耗，提高温度。
5.如果当前温度高于目标温度，控制电路将使MOS管截止，从而减少电路中的功耗，降低温度。
通过不断地测量和调整，该恒温控制方法可以实现将温度稳定在目标温度附近。
为了进一步提高恒温控制的精度和稳定性，我们可以引入一些控制策略。
例如，可以采用PID控制算法来根据温度误差的大小精确地调整MOS管的工作状态。
PID控制算法根据温度误差的积分、微分和比例部分的权重来计算输出控制量，从而实现更精细的恒温控制。
此外，还可以考虑使用温度预测算法。
通过分析温度的变化趋势，预测未来的温度值，并根据预测结果来调整MOS管的工作状态。
这种方法可以在一定程度上减小温度波动，提高恒温控制的稳定性。
综上所述，基于MOS管的恒温控制方法可以通过调整MOS管的工作状态来控制温度。
整个控制系统的核心是温度传感器、比较器和MOS管，利用实时测量的温度与目标温度的比较结果来调整MOS管的导通和截止状态，从而实现恒温控制。
在此基础上，可以引入控制策略和算法，如PID控制算法和温度预测算法，以进一步提高恒温控制的精度和稳定性。
恒温水箱电控系统电路设计
恒温水箱电控系统电路设计恒温水箱电控系统是一种在家庭、工业、商业等领域中广泛应用的设备，用于控制水箱中水的温度，保持温度恒定不变。
为了实现对水温的自动控制，需要设计一套完善的电控系统，以满足不同场合下水温控制的需求。
本文将介绍恒温水箱电控系统电路设计的基本原理、电路结构及实现方法。
一、基本原理恒温水箱电控系统的基本原理是通过感温元件和控制元件协同作用，实现对水温的自动调节。
其中，感温元件是用于检测水温变化的器件，它可以将水温变化转换为电信号输出。
控制元件则是用于控制电源输出电流，并根据输入信号调整电源输出电流的大小，实现对水温的精确控制。
在电路设计中，需要合理安排各个元件的连接方式，确保系统工作的稳定性和可靠性。
二、电路结构恒温水箱电控系统的电路结构分为两部分：检测电路和控制电路。
检测电路主要由感温元件、运放电路和电阻电容元件构成，用于检测水温变化并将变化信号转换成电信号输出。
控制电路主要由比较器、三极管和电阻电容等元件构成，用于根据输入信号调整电源输出电流，实现对水温的自动调节。
1. 检测电路感温元件通常采用热敏电阻、热电偶、温度传感器等，其特点是在不同温度下会产生不同的电信号输出。
为了使得输出的电信号具有稳定性和准确性，需要通过运放电路对其进行放大和滤波。
同时，为了防止电路中的干扰信号影响检测结果，还需要加入一定的滤波元件，如电容器、电阻等。
2. 控制电路控制电路主要由比较器、三极管和电阻电容等元件构成。
比较器通常选用高精度、低功耗的运算放大器，用于将检测电路输出的电信号和设定值进行比较，从而实现对电源输出的调节。
为了提高系统的动态响应速度和精度，还可以加入一些滤波元件，如电容器、电阻等。
同时，为了保证电源输出电流的稳定性和可靠性，还需要配备适当的功率放大器或者晶体管等元件。
三、实现方法恒温水箱电控系统的实现方法通常有两种：基于传统电路设计的方法和基于单片机控制的方法。
其中，基于传统电路设计的方法要求设计者具备较高的电路设计能力和实践经验，需要通过实验和调试来不断优化电路，从而达到稳定、准确的控制效果。
恒湿恒温空调机自动控制电路
实验名称:恒温恒湿空调机自动控制系统电路设计整理人:杨珊瑞、李志翔、王雷雷KM1风机电动机 KM2压缩机电动机 KM3冷冻水水泵 KM4加热器 KM5加湿器A一次回风阀 B二次回风阀工作原理:一、电源控制回路:首先合上电源总开关QS ,主电路得电.按下按钮开关SB2,KA1线圈得电,其常开触头闭合,控制电路得电.二、温度控制:夏季运行:控制电路得电后,KA3线圈得电,其常开触头闭合,风机电动机KM1压缩机电动机KM2,冷冻水水泵KM3均投入运行.风扇电动机的工作状态由WK1来控制.当温度低于一定温度时,WK2闭合,KA4线圈得电,KA4 的常开触头闭合,使A阀的阀门开小一些,B阀阀门开大一些,来调整一次回风和二次回风的风量使室内的温度逐渐上升,若一定时间后温度仍低于设定温度则SJ1的延时闭合触头闭合,使KA6线圈得电,其常驻闭触头断开压缩机停止工作.当温度高于设定值时,WK3闭合,KA5线圈得电,KA5的常开触头闭合常闭触头断开,对KA4进行联锁,对A、B阀的阀门开启度进行调节,使一次回风和二次回风风量的比例增大;KA6线圈断电,其常闭触头复位,压缩机投入运行,降低室内温度. 冬季运行:夏季工况进入冬季工况按下SB3,KA2线圈得电,KM3、KM4线圈得电,其常开触头断开,KA3失电,KA3常闭触头断开,压缩机冷冻水水泵停止工作,加热器KM4加湿器KM5投入运行.当温度升高至一定温度时,WK3闭合,KA5线圈得电,其常开触头闭合,常闭触头断开对KA4进行联锁,加热器投入全运行面积的三分之一,并调节一次回风量,当温度降至一定温度时,WK2闭合,KA4线圈得电,其常开触头闭合,对一次回风量和二次回风量进行调节,并将加热器投入全面运行.三、湿度调节:夏季工况:当湿度高于设定值时,湿度控制器的总-高触头闭合,KA9线圈得电,其常开触点闭合,增大冷冻水的循环量来减小湿度;当湿度低于一定值时,湿度控制器的总-低触头闭合,KA8线圈得电吸合,使冷冻水流量减小,增大空气湿度.冬季工况:当湿度高于设定值时,湿度控制器的总-高触头闭合,KA9的常闭触头断开,对KA8进行联锁,使KA8线圈失电,其常开触头断开,加湿器停止加湿;当湿度低于一定值时,湿度控制器的总-低触头闭合,KA8的常开触头闭合,加湿器KM5线圈得电,对空气进行加湿.。
恒温控制系统设计任务书
课程设计任务书
专业年级班
一、设计题目
恒温控制系统设计
二、主要内容
设计基于DS18B20的数字式烤箱温度控制系统，控制电路主要包括，led显示电路、按键电路、温度检测电路及控制电路。
控制程序主要包括主程序、读出温度子程序、按键子程序、显示子程序、PID控制子程序等。
要求能检测、显示烤箱温度，并控制烤箱温度为一恒定值。
三、具体要求
1．对烤箱温度进行检测及控制。
温度显示范围：0゜C~+99゜C，精度误差在1゜C以内。
2．控制系统稳态误差控制在5％以内。
3．恒温值可设置，并可随时修改。
4．LED数码管直读显示实测温度，设置温度（用键控制设定温度）。
5．温度超出上、下限值（设定值的正负50％）时，报警。
6．启/停键用以启动和停止加热，上电复位后，不论启动还是停止状态，人机界面显示烤箱内温度值，同时也要求显示界面区分停止和运行状态。
四、进度安排
五、完成后应上交的材料
1．课程设计报告。
2．程序清单（电子版）
六、总评成绩
指导教师签名日期年月日
系主任审核日期年月日。
恒温水箱电控系统电路设计
作者：董昱岺王敏杜林陈思思
来源：《数字技术与应用》2012年第11期
摘要：本次设计以恒温水箱控制的思路为题，设计中采用经典的51系列单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可通过键盘接口设置温度的高低值。
关键词：恒温控制单片机电气
中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1007-9416（2012）11-0024-01
5、振荡电路
从外部输入时钟驱动89C51，时钟信号从XTAL1，XTAL2输入，由于输入到内部电路是经过一个2分频触发器，所以输入的外部时钟信号无需特殊要求，但它必须符合电平的最大和最小值及时序规范。本设计中选用了12MHz的石英晶振和两个22pF的电容构成振荡电路，电容主要是滤除由于晶振和外部电路产生的高频噪声。机器周期的计算式子为：机器周期=12/晶振频率=12/（6×106）=2us。如图5所示
1、硬件的总体设计（图1）
2、电热丝控制部分（图2）
3、水阀控制部分
经过单片机对数据的分析，通过P2.3和P2.4口来控制热水阀、冷水阀的开启，然后经光耦隔离后送到继电器J1、J2中，由继电器的动作来控制水阀的动作，如图3所示。
4、报警电路
报警装置由74LS05反向器、电阻、蜂鸣器组成，蜂鸣器的正常工作电流一般以50mA为好。如图4所示。
6பைடு நூலகம்显示部分
单片机的P1.1、P1.2、P1.3分别与MAX7219的DIN、LOAD、CLK相连，DIG0和DIG1对数码管输出位选信号，LED七段显示器段驱动端SEGA～SEGG通过总线连接数码管的a～g，SEGDP是小数点驱动端。如图6所示
7、结语
本文主要介绍了恒温供水水箱电气控制系统的设计与制作过程，先从系统的构想、可行性、设计的意义目的作出整体规划，芯片的选择注重了实用性与可靠性，对硬件电路的设计。
基于PID算法的恒温控制系统设计
基于PID算法的恒温控制系统设计一、引言恒温控制系统是指通过对温度进行实时监测和反馈调节，使得系统内的温度能够稳定在设定的目标温度上。
PID控制是一种常用的控制策略，它将比例控制、积分控制和微分控制三种控制方式相结合，能够快速、精确地调节系统的动态响应和稳定性。
本文将介绍基于PID算法的恒温控制系统的设计流程和关键技术。
二、系统设计1.系统结构PID控制系统由传感器、控制器和执行器三部分组成。
传感器负责实时监测系统内的温度值，并将监测结果反馈给控制器。
控制器根据温度的反馈值与设定的目标温度之间的差异，通过比例、积分和微分三个环节，计算出控制信号，并将控制信号发送给执行器。
执行器根据控制信号的大小，调节加热或制冷设备的功率，以使系统的温度稳定在设定的目标温度上。
2.PID算法PID控制算法使用控制器计算出的控制信号uc，其计算公式如下所示：uc = Kp * e + Ki * ∫e + Kd * △e/dt其中，uc为控制信号，Kp、Ki和Kd分别为比例、积分和微分环节的增益系数，e为设定目标温度与反馈温度的差值，∫e为差值的积分值，△e/dt为差值的微分值。
通过调节这三个环节的增益系数，可以实现对温度控制系统的动态响应和稳定性的调节。
3.系统实现系统实现的关键技术包括传感器的选择与接口设计、控制器的算法实现、执行器的选择和驱动电路设计等。
传感器应具有高精度、快速响应和稳定性好的特性，能够实时监测温度值并将监测结果传递给控制器。
控制器应具有高计算性能和稳定性，能够准确计算出控制信号。
执行器应根据控制信号的大小调节加热或制冷设备的功率，以使系统温度稳定在目标温度上。
三、系统优化为进一步提高恒温控制系统的性能，可以通过以下几个方面进行优化。
1.增益系数的选择根据实际系统的特性，通过试验和调整，优化比例、积分和微分环节的增益系数。
比例增益系数的增加可以提高系统的响应速度，但也容易引起系统的振荡；积分增益系数的增加可以减小系统的稳态误差，但也会增加系统的超调量和调节时间；微分增益系数的增加可以改善系统的过渡过程，但也容易引起系统的噪声干扰。
实训一 温度控制电路设计
实训一温度控制电路设计
1、实训目的
1)熟悉PTC元件的特性；
2)学会使用专用集成电路TC620组成温度控制的典型应用。
2、温度集成电路知识
1)PTC元件基本特性
在正常工作范围内时，阻值随着温度的升高而升高的元件称为正温度系数热敏电阻，简称PTC元件。
PTC最重要的指标是居里温度点，当温度低于居里温度时，PTC元件电阻随温度变化非常缓慢，当超过居里温度时，阻值急剧增大。
PTC元件广泛用于恒温控制、过热保护、温度补偿等场所。
2)温度控制器
本实验所用到的TC620是一款可编程逻辑输出温度探测器，具体应用参数指标见TC620 datasheet。
TC620工作原理如图1.1所示。
图1-1
TC620结构框图如图1.2所示。
3、实训原理
RSL接120k，对应温度是35度。
过零光耦 可控硅 恒温箱温度控制电路
过零光耦可控硅恒温箱温度控制电路一、概述在工业生产中，恒温箱被广泛应用于对温度敏感物品的储存和测试。
如何确保恒温箱内的温度稳定控制是一个关键问题。
本文将介绍如何利用过零光耦和可控硅构建一个恒温箱的温度控制电路。
二、过零光耦的工作原理1. 过零光耦是一种可控硅触发电路，它采用光电器件实现输入和输出电气隔离。
当控制端输入的电压为零时，过零光耦会输出一个脉冲信号，用于触发可控硅的导通。
2. 过零光耦的工作原理是利用光电器件对输入电压进行检测，一旦检测到输入电压为零，就会产生输出信号。
这个特性使得过零光耦能够实现对交流电压的精确触发。
三、可控硅的特性和应用1. 可控硅是一种半导体器件，能够在电压施加时实现导通和阻断。
它具有电压控制特性，可以实现对交流电压的精确控制。
2. 可控硅在恒温箱的温度控制电路中扮演着重要角色。
通过合适的触发脉冲控制可控硅的导通角度，可以实现对加热元件的精确控制。
四、恒温箱温度控制电路的设计和实现1. 温度传感器：我们需要选择适合的温度传感器，常用的有热敏电阻和绝对温度传感器等。
2. 过零光耦和可控硅：利用过零光耦检测交流电压的零点来触发可控硅的导通，从而实现对加热元件的精确控制。
3. 控制系统：选用微处理器或者单片机等控制单元，根据温度传感器的反馈信号调整过零光耦的触发脉冲，以实现对恒温箱内温度的精确控制。
4. 加热元件：作为恒温箱的关键部件，加热元件的选择和设计需要充分考虑到恒温箱的尺寸和所需温度范围。
五、恒温箱温度控制电路的优势和应用1. 精确性：利用过零光耦和可控硅构建的温度控制电路可以实现对恒温箱内温度的高精确控制，确保温度稳定性。
2. 稳定性：由于可控硅的电压控制特性，恒温箱温度控制电路能够实现对加热元件的稳定控制，确保恒温箱内温度的稳定性。
3. 应用广泛：恒温箱温度控制电路可以广泛应用于实验室、医药、食品、农业等领域，为温度敏感物品的存储和测试提供可靠保障。
六、结论通过本文的介绍，我们了解了过零光耦、可控硅以及恒温箱温度控制电路的设计和实现原理。
数显恒温控制器电路设计
测 温 显 示 电 路 见 图 ２所 示 。 由
二
位 Ａ Ｄ 转 换 器 Ｉ， ／ ｃ
（ Ｌ １ ５ 及五位共阴极 Ｌ Ｄ数码管等构成 。基本量 程能满足测 Ｉ ７ ３） Ｃ Ｅ 温要求 ， 将小数点 固定在百位数 的 Ｌ Ｄ数码管上 ， Ｅ 可直接读数 。
与
Ｖ
温 度 系 数 为
ｌ ｍＶ／ Ｏ ℃ 。
Ｉ－ Ｌ ２ 与 Ｃ。（Ｍ３４）
外 围 元件 组 成 直
图 １ 测 温 控 制 电路
７ Ｅｌｃ ｒ ａ ｔ ｍａ ｉｎ ８ Ｉ ｅ ｔｉ ｌ ｃ Ａｕ ｏ ｔ ｏ
１ 引言
低温 的测量 常采用 具有玻璃 外壳 的酒精 温度计或 水银 温度 计， 这些温度计的刻度间隔通常又细 又密 ， 不容易准确分辨 ， 数 读 困难 ， 而且它们 的热容量还 比较大 ， 达到热平衡所需 的时间较长 ，
流 电压 比较 器 ， 加 到 反 相 端 ， Ｐ 中心 头 输 出 的 直 流 电 压 加 于 Ｒ３ 同相 端 ， 节 Ｒ ３ 置 温度 的高 、 。 调 Ｐ可设 低
关键词 ： 温度传感器
Ａ ｓ ａ ｔ Ｔ ｅａｔ ｌ ｇ ｅ ｌ ｅ ｐ ｓ ｉ ｆａｄｇ ａ ｉ ｌｙｃ ｎｔｎ ｔｍ ｅａ ｒ ｏ ｔ ｌ ｒｂ ｓ ｇ ｔ ｎ ｉ ｏ Ｎ ｊｎ ｔ ｎ ａ ｍ ｅ ｔｒ ｂ ｔ ｃ： ｈ ｒ ｃ ｖ ｓａｆ ｌ ｘ ｏｉｏ ｏ ｉ ｔ ｄｓ ａ ｏ ｓ ｔ ｅ ｐ ｒｔ ｅ ｃ ｎ ｏｌ ｙ ｕｉ ａ ｓ ｔ Ｐ ｕ ｃｉ ｓｔ ｐ ｒ ｕｅ ｒ ｉｅｉ ｕ ｔｎ ｉｌ ｐ ａ ｕ ｒ ｅ ｎ ｒ ｓｒ ｏ ｅ ａ
当测量 温度低于设置温度时 ，Ｉ。 的⑦脚输 出高 电平 ，由于 ｃ．
恒温控制电路课程设计
恒温控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握恒温控制电路的基本原理与组成；2. 学会分析恒温控制电路的工作流程，理解各部分功能及相互关系；3. 掌握温度传感器在恒温控制电路中的应用，并能解释其工作原理；4. 了解并掌握常用电子元件在恒温控制电路中的作用及选型。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的恒温控制电路；2. 能够利用电路仿真软件搭建并测试恒温控制电路，观察并分析实验结果；3. 培养学生动手实践能力，学会焊接和调试恒温控制电路。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和电子技术基础，对实践操作有较高的兴趣。
教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，通过实际操作，使学生掌握恒温控制电路的设计与搭建。
教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，培养其解决问题的能力。
在教学评估中，以学生实际操作成果为主要评价标准，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 理论知识：- 课本第三章“温度控制电路”内容学习；- 温度传感器原理及特性；- 恒温控制电路的组成及工作原理；- 常用电子元件在恒温控制电路中的应用。
2. 实践操作：- 设计并绘制简单的恒温控制电路图；- 利用电路仿真软件进行电路搭建与测试；- 焊接和调试恒温控制电路；- 分析实验结果，优化电路设计。
3. 教学进度安排：- 第一课时：学习恒温控制电路的理论知识，理解温度传感器原理；- 第二课时：分析恒温控制电路的组成及工作原理，介绍常用电子元件；- 第三课时：设计并绘制恒温控制电路图，利用电路仿真软件进行初步测试；- 第四课时：焊接和调试恒温控制电路，观察实验现象，分析实验结果；- 第五课时：优化电路设计，进行课堂展示与交流。
电压比较器恒温控制
一：电压比较器恒温控制电路原理图如下其工作原理如下：本电路是利用电压比较器的性能设计的温度控制实验。
电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。
电压比较器的功能：比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系):当”＋”输入端电压高于”－”输入端时，电压比较器输出为高电平；当”＋”输入端电压低于”－”输入端时，电压比较器输出为低电平；由上面的原理图可知，R1=R2=6.8k。
因此关键要看Rt与W两端的电位的大小。
其中Rt是热敏电阻，热敏电阻在未受热时电压比较器的“+”“—”端电位相等。
当箱子的温度升高时热敏电阻的阻值减小，此时电压比较器的“—”端电位比“+”端电位高，根据电压比较器的工作原理可知此时电压比较器输出低电平，这时三极管导通，继电器J开始工作，即加热器停止工作，箱内的温度开始下降，热敏电阻阻值开始变大，使得电压比较器的“+”“—”两端的电位逐渐相等。
当电压比较器“+”“—”两端的电位相等时，继电器J停止工作。
此时加热器又开始加热，箱内的温度又开始升高。
就此循环下就可以保持箱内温度不至于过高或是过低。
恒温箱的应用：恒温箱可用于工业和农业生产及家庭所需的恒温控制，如禽蛋人工孵化、鳖类人工孵化、幼禽的饲养、浴池水温和冰箱的温度控制等。
实物图如下调试过程：按照电路原理图焊接好电路，然后将电路与恒温箱相连接。
电路接好后接通电源，调节电位器W，使电路的灵敏度达到最好。
如果加热器加热一段时间后继电器还是不工作，则首先要反复调节电位器直到电路正常工作为止。
如果电路始终不能正常工作，则应该用万用表检查电路是不是在焊接时出了什么问题。
就这样反复调试直到电路正常工作为止。
可控硅调压法控制加热器恒温的电路设计
２ Ｏ 年第 ２ Ｏ２ 期
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黑 龙 江 水 利 科 技 ｉ ｅ ｗ ｌ Ｔ ｎ １ ｏ Ｗａ ｒ ｉ Ｓｉ ． ａｄ Ｉ０ ｆ ｔ ｇ ｗ ｅ Ｉ ｌ０ ｅ
文章编号 ：（ ７ ５６２ ０）２ ０５— ２ １Ｏ — 快 滤 池 小 阻力 配 水均 匀性 的探 讨
的温度调 节比较 粗 略 ， 声大 ． 用寿命低 。调 压法 调压 的 响 使 特点 是对 电网电压影 响小 ， 比较笨 重 ， 节粗糙 。而可控 但 调
硅控 制极触发脉 冲的触发时刻（ ｎ的大小 ） 即可实现加 热器的 功率 或温度 的调节 。当 ａ 增大时 ， 降低 ． 加热器功率下 降， 温度 降低 ； 反之 ． 则温度升高。
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２２ 触发电路 ． 触发 电路如 下图所示 。
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图中 ， ， Ｕ 为市电电压 ；：为可橱 的交 流电压 ； Ｔ Ｕ Ｕ 为反馈
给移相控制电路 的温度电信 号 ； 为温度传感器 传输给测 Ｕ’ 温仪的温度电信 号 ； 为温度调节给定电压 ； 为移 相电路 ｕ 的输入 电压 ；ｏ为可控硅 触发 电路 的移相 电压 ； Ｕ ｎ为可控硅 的移相触发 信号 ， 它受 Ｕ 控制 。整 个电路可分 成主电路 、 控 制电路和测量显 示电路三大部分 。
的传 感器是热 电偶 ， 温度传感器 的选用 与加热器 的工 作温度 有关 、 当工 作温度较低 时 ． 也可采用热繁 电阻作 为感温元件 。 ２只可控 硅分别在 电源的正半渡和负半波轮流导通 。加热器
两端 的电压受可 控硅触 发角 ｎ的 控制。通过控 制 加在 可控
等几种 。继电式调温依靠继电器 的频 繁切换 来保持 温度 ， 它
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Hefei University
题目：恒温控制电路设计
姓名：
指导教师：张为堂
完成日期：2011.6.16
恒温控制电路设计
1.题目分析
1.1题目要求
设计出恒温控制的电路，要求通过双向晶闸管的调压作用，使负载电流得以调节，从而实现对负载温度的调节，最终使负载温度达到恒定状态。
1.2分析
可以利用热敏电阻，555定时器，晶闸管，稳压二极管等电力电子器件实现恒温的控制，我们的设计思路如下图
当实际温度T1小于设定温度时T2时，通过热敏电阻阻值的改变比较电路电压的大小，然后通过比较电路来控制温度控制电路，使电阻丝导通，加热。
当实际温度T1大于设定温度T2时，通过热敏电阻阻值的改变来改变比较电路电压的大小，然后通过比较电路来控制温度控制电路，使电阻丝断路，停止加热。
实际电路的工作原理如下文。
2.电路工作原理
1.单向可控硅简介：
单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用单向可控硅
下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。
单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比，单向可控硅正向导通受控制极电流控制；与具有两个PN结的三极管相比，差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用
2. 热敏电阻利用的原理是温度引起电阻变化．若电子和空穴的浓度分别为n、p，迁移率分别为μn、μp，则半导体的电导为：σ=q（nμn+pμp）因为n、p、μn、μp都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线．这就是半导体热敏电阻的工作原理。
热敏电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）。
热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。
热敏电阻将长期处于不动作状态；当环境温度和电流处于c 区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能动作也可能不动作。
热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急剧缩短；热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流热敏电阻，当电路正常工作时，热敏电阻温度与室温相近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过；而当电路因故障而出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过开关温度时，电阻瞬间会剧增,回路中的电流迅速减小到安全值.为热敏电阻对交流电路保护过程中电流的变化示意图。
热敏电阻动作后，电路中电流有了大幅度的降低，图中t为热敏电阻的动作时间。
由于高分子ptc 热敏电阻的可设计性好，可通过改变自身的开关温度（ts）来调节其对温度的敏感程度，因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用。
3.555定时器只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3 ，555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置0，使输出为 0 电平。
它的各个引脚功能如下：
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。
一般用5V。
3脚：输出端Vo
2脚：低触发端
6脚：TH高触发端
4脚：是直接清零端。
当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH
处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如下。
4.该恒温控制器电路由电源电路和温度检测控制电路组成，如图所示：
恒温控制器电路图
泄放电阻器R1、整流二极管VD1、VD2、稳压二极管VS和电源电路由降压电容器C1、滤波电容器C2组成。
温度控制电路由热敏电阻器RT、电位器RP1～RP3、电阻器R2～R4、VT和电热丝EH组成。
交流220V电压经C1降压、VD1和VD2整流、VS稳压及C2滤波后，为IC
提供＋9V工作电压。
刚接通电源时，内的温度低于RP3设定的控制温度，此时RT的阻值较大，IC的2脚和6脚电压均低于5脚电压，3脚输出高电平，VT受触发而导通，电热丝EH通电开始加温。
随着温度的不断上升，RT的阻值逐渐变小，当温度达到设定温度时，IC的2脚电压大于5脚电压的1／2、6脚电压大于或等于5脚电压时，IC内电路翻转，3脚输出低电平，VT截止，EH停止加热，温度开始逐渐下降，同时RT的阻值也开始增大，使IC的2脚、6脚电压缓缓下降。
当IC的6脚电压低于5脚电压、2脚电压小于或等于5脚电压值的1／2时，IC的3脚又输出高电平，使VT导通，EH又开始加温。
以上过程周而复始地进行，即可使受控温度恒定在设定温度附近。
在EH通电工作时，VL1熄灭，VL2点亮；在EH断电停止加温时，VL1点亮，VL2熄灭。
RP1和RP2用来调节温差，当IC的2脚电压与6脚电压相同时，温差最大；当IC的2脚电压为6脚电压值的1／2时温差为零。
改变Ⅲ的阻值，可改变VT动作的灵敏度。
3.元器件选择
R1～R4均选用1／2W金属膜电阻器。
RP1～RP3均选用合成膜电位器。
RT选用负温度系数热敏电阻器，也可用一只3AC或3AX系列的锗PNP晶体管代替（代替时晶体管的e极接＋9V电源端，C极接RP1，b极悬空）。
C1选用耐压值为400Y以上的CBB聚丙烯电容器或涤纶电容器；
C2选用耐压值为16V的铝电解电容器。
VD1和VD2均选用1N4007型硅整流二极管。
VS选用1W、9V的硅稳压二极管，例如1N4739等型号。
VL1和VL2均选用Φ5mm的普通发光二极管。
VT选用6A、600V的双向晶问管。
EL使用防水型电热线
总结
通过电路的调试，可以实现恒温的控制。
本次试验用到了许多电力电子器件。
我们对那些器件的工作特性有了一定的了解，同时也会利用电力电子器件设计简单的控制电路。