模电课程设计--温度控制系统的设计
模电课设-温度控制器
模电课设-温度控制器武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 温度控制系统的设计初始条件：AD590温度传感器，LM324N集成运算放大器，Tec，电阻，电位器，二极管要求完成的主要任务: 一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器内空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围：0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温范围：0℃~（室温+10℃）时间安排：1.第19周：查找并阅读相关资料，掌握基本原理2.第20周：理论设计，实验室安装调试以及撰写设计报告3.第21周：答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日1武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书温度控制系统的设计第一章温度控制系统设计.................................3 1.1温度控制系统总体方案................................3 1.2 温度传感单元........................................4 1.2.1温度传感器的选择..................................4 1.2.2温度传感器测温的实现..............................5 1.2.3 放大器应用中Ri与Rf的选择........................8 1.3 温度比较环节........................................9 1.4 PID控制环节.........................................9 1.4.1 PID理论..........................................9 1.4.2 PID的参数调节...................................11 1.5 Tec控制单元........................................13 1.5.1 控制温度元件的选择..............................13 1.5.2 桥式推挽功率放大电路............................14 1.5.3 BTL上三极管选型.................................14 第二章元件清单及总电路图 ..............................16 2.1 元件及器件明细.....................................16 2．2总电路图...........................................16 第三章课程设计总结.....................................18 参考文献 (19)2武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书一、温度控制系统设计1.1温度控制系统总体方案方案一温度传感器接收温度信号，并转化为电信号处理，同时考虑进温度传感器的线性度并将其转换成表征温度的电压信号，完成温度测量。
电子温度控制器模电课设教材
辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：电子温度控制器院（系）：电气工程学院专业班级：测控111学号： *********学生姓名：**指导教师：（签字）起止时间：2013.07.02-2013.07.12课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号110301025 学生姓名 王娜 专业班级 测控111课程设计题目电子温度控制器课程设计（论文）任务设计参数：1.现设计并制作能高精度电子温度控制器。
2.设计电路所需的直流稳压电源。
3.工作温度范围：25℃—+80℃。
4.精度±1℃。
设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。
总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字：年 月 日摘要温度控制系统在工业生产，生活娱乐，仪器运行等很多方面都有着广泛的应用。
目前经常用到的温度控制器主要分为机械式和电子式。
传统多为机械式控制器，家用温度控制器例如电冰箱、鸡舍温度控制器都是机械式的，这种温度控制器较易损坏，且损坏后很难修复，也很难配到相同规格型号的控制器，加之某些生产厂家对质量的不保证，导致许多控制器出厂就损坏的现象。
一些工业上的自动化设备需要将温度控制在一定范围内，才能保证所制造的产品的质量。
因此，温度测量控制系统有提高自动化设备性能的重要意义。
空调温度控制器-模拟电子技术课程设计
模拟电子技术课程设计课题名称：空调温度控制器班级：学号：姓名：指导教师：目录一、引言 (1)二、设计目的 (2)三、设计任务与要求 (2)四、实验设备及元件 (3)五、方案设计与论证 (8)六、单元电路设计与实验调试 (9)七、整体电路制作调试说明 (11)八、调试中出现的问题 (12)九、总结与心得 (13)十、设计成果展示 (14)十一、参考文献 (15)一、引言温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同,传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。
文献[2 ]提出改进的、电路,采用主回路无触点控制,克服继电器接触不良的缺点,且维修方便,缺点是温度控制范围小,精度不高。
本设计要求温度可以设定，并要求温度被控制在设定的值附近，所以该系统应该是一个闭环控制系统。
实现对温度控制的方法很多，有采用模拟电路实现的，也有采用计算机构成的智能控制。
模拟控制温度的方法主要有开关式控制法、比例式控制法和连续式控制法。
开关式控制是将检测的温度信号和设定的温度值通过比较器比较后，驱动一开关器件（一般是继电器）控制加热器的通断。
如当测量的温度低于设定的温度值时，驱动电路使继电器接通加热器的电源，使温度上升；当温度高于设定的温度时，驱动电路使继电器断开加热器的电源，停止对加热器的加热，温度将下降。
这样继电器反复动作，温度将被控制在设定值附近。
开关式温度控制方法的优点是电路简单，缺点是控制精度较低，并且在设定温度附近，频繁启动继电器，影响继电器的使用寿命。
比例式控制是选择一个固定的时间T作为控制周期，选择控制周期的长短一般根据加热的热容量选取，热容量大的可选择控制周期长一些，一般选择T=10~15秒。
当温度低于设定的温度较多时，在一个控制周期T内接通加热器电源的时间就比较长（假设为t），随着温度的升高，加热时间t逐渐减少；当温度高于设定的温度时，加热时间t等于零，温度逐渐下降，最后使温度接近稳定。
基于AD590的温度控制系统的模拟电子技术基础课程设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 温度控制系统的设计初始条件：温度传感器AD590、半导体制冷器（Tec）、继电器。
要求完成的主要任务:一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器内空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm（3）测温和控温范围： 0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温范围： 0℃~（室温+10℃）时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1.绪论 (5)2.方案论证及工作原理 (6)2.1基本设计思路 (6)2.2温度控制系统主要元件的选定 (6)2.2.1温度传感器的选择 (6)2.2.2半导体制冷器的信息 (9)3.温度控制系统各模块介绍 (10)3.1温度采集模块 (10)3.2信号处理模块 (10)3.2.1信号处理 (11)3.2.2温度显示 (12)3.3温度比较模块 (12)3.4温度控制模块 (13)4.整体电路图及元件明细 (16)4.1整体电路图 (16)4.2元件清单 (17)4.3部分元件内部电路 (18)4.3.1 温度传感器AD590 (18)4.3.2半导体制冷器 (18)4.3.3继电器 (19)5．实物 (20)6.设计小结 (21)7.参考文献 (22)8.附录 (23)8.1Multisim简介 (23)摘要温度控制系统能将一个密闭容器内的温度控制在指定的温度下，其主要有两大部分：温度测量、温度控制。
温度测量主要是有温度传感器采集温度，温度控制则是由电压比较器输出的信号来决定是否加热。
当温度超过人为设定的温度时，由继电器控制半导体制冷器停止加热，从而达到控制容器温度的目的。
关键词：温度、测量、控制。
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器
模拟电子技术课程设计——水温水位自动报警器模拟电子课程设计题目名称：姓名：学号：班级：信息与电子工程学院1． 设计任务：水温及水位自动监测报警器1.1 监视容器中水的加热过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水的加热过程，当容器中水温未达到沸点时，监视器报警灯红灯亮，提示水没烧开；当容器中水温达到沸点时，监视器报警灯绿灯亮，提示水已烧开。
1.2 监视容器中水位的升高过程： 设计一个模拟电路，要求模拟实现容器中水位的升高过程，当容器中的水位低于下限水位时，监视器报警灯单红灯亮；当容器中的水位到达下限及下限以上，并且在上限以下时，监视器报警灯不亮；当容器中的水位到达上限及上限以上时，监视器报警灯双红灯亮。
2．设计思路与说明 2.1 模拟水温检测系统2.1.1 水温监测实验原理及器材选用依据：热敏电阻是一种新型半导体感温元件，而正温度系数热敏电阻具有正的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值升高；当温度降低时，电阻值减小，其阻值—温度特性曲线如图1所示。
热敏电上限水位 下限水位 上限水位信号 下限水位信号 水容器 加热器 水温信号 水温、水位检测系统示意图进水管阻的阻值—温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，在实际使用中要进行线性化处理，但比较复杂，一般只使用线性度较好的一段，在试验中可用滑动变阻器模拟热敏电阻工作的过程。
实验中需要将变化的温度信号模拟成变化的电阻，为提高灵敏度，采用桥式电路，将变化的电阻信号转化成变化的电压信号输出。
因为温度的很小的变化，对阻值的影响较小，导致输出地电压信号变化很小，设备很难对微小的信号做出灵敏的反应，因此需要将小信号放大后进行处理，在这里，我采用了精密的仪表放大器来处理变化的电压信号。
当温度升高，达到沸点时，相应的热敏电阻升高到了一定的阻值，最终引起仪表放大器输出电压的变化，此时我需要选择出这个沸点电压，因此我选用了一个单限比较器，当放大器输出的电压值达到沸点时的电压时，电压比较器发生跳变引起输出点电位变化。
(完整版)模电毕业课程设计 温度控制系统的设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 温度控制的设计初始条件：电阻、二极管、正负12V电源、UA741、电位器、LED、半导体制冷片，温度传感器LM35、开关要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器内空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm（3）测温和控温范围： 0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温范围： 0℃~（室温+10℃）时间安排：时间安排：（1）第18周理论讲解。
（2）第19周理论设计、实验设计及安装调试。
地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract ........................................................ I I 1 绪论 (1)2设计任务及要求 (2)2.1设计任务及要求 (2)2.2设计思想 (2)3 选定方案的论证及整体电路的工作原理 (3)3.1 设计方案选择 (3)3.1.1可行方案 (3)3.1.2 方案讨论和选择 (4)3.2 选定方案的论证 (5)3.2.1选定温度传感器的论证 (5)3.2.2选定继电器的论证 (5)3.2.3选定运算放大器的论证 (5)3.3 整体电路的工作原理 (6)4单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 (7)4.1 测温单元 (7)4.2 信号处理单元 (8)4.3 温度显示单元 (9)4.4 控制单元 (10)5 整体电路图、元件及器件明细 (13)5.1 整体电路图 (13)5.2 实物图展示 (13)5.3 元件及器件明细 (15)6 设计小结 (16)6.1 成果的评价 (16)6.2 本设计的特点 (16)6.3 存在的问题和改进的意义 (16)参考文献 (17)摘要控制系统一般由温度测量部分和温度控制部分组成。
模电课程设计--温度报警器的设计与制作
模电课程设计--温度报警器的设计与制作一、设计要求在模拟电子线路课程设计的基础上，设计并制作一个温度报警器电路，满足以下要求：1.当环境温度超过设定温度阈值时，报警器能够自动发出声音和光信号。
2.报警器能够通过外部调节器手动调整温度阈值，以适应不同环境需求。
3.报警器的工作稳定可靠，具有较高的精度和可调性。
二、电路设计与实现1.温度传感器：使用模拟温度传感器作为环境温度检测元件，将环境温度转化为电压信号。
2.温度阈值设定：通过电位器与参考电压源构成电压比较器，实现可调的温度阈值设定功能。
3.报警器驱动：使用音频放大器和发光二极管驱动电路，控制声音和光信号的输出。
4.电源与继电器：通过电池供电，并利用继电器控制报警器的开关。
三、电路实现步骤1.温度传感器的选择和连接：选择合适的模拟温度传感器，并将其连接到电路中。
2.温度阈值设定电路的设计：设计一个比较器电路，使得可调电位器所接收的电压与参考电压进行比较，从而实现温度阈值的设定。
3.报警器驱动电路的设计：通过音频放大器和发光二极管驱动电路，将报警信号转化为音响和光照信号。
4.继电器的选择和连接：选择合适的继电器，将其连接到电路中，通过控制继电器的开关，实现报警器的开关控制。
5.电路中其他元件的选用和连接：根据实际需要，选择合适的电容、电阻及其他元件，并将其连接到电路中。
6.电路的布局和调试：将电路中的元件逐一连接，并进行布局和调试，确保电路正常工作和性能可靠。
四、实验结果与总结在实际制作过程中，可以根据实际情况进行调整和优化，保证电路的工作稳定性和精度。
实验结果表明，该温度报警器设计具有较高的灵敏度和可调性，并可以准确地报警。
在设计与制作过程中，需要掌握模拟电子线路的相关知识，如模拟传感器的选用与连接、比较器电路的设计与调试、音频放大器和发光二极管驱动电路的设计等。
此外，还需要熟悉电子元件的选用与连接、电路布局及调试等基本技能。
该课程设计通过实际操作和实验结果的观察，提高了学生的电子设计能力和实际动手能力，使学生对模拟电子线路的设计与制作有了更深入的理解和实践经验。
水温控制系统(模拟电子)
目录Abstrct (II)1绪论 (1)2设计内容及要求 (2)2.1 设计的目的及主要任务 (2)2.1.1 设计的目的 (2)2.1.2 设计任务及主要技术指标 (2)2.2 设计思想 (2)3 设计原理及单元模块设计 (3)3.1设计原理及方法 (3)3.2单元模块设计 (3)3.2.1电源模块 (3)3.2.2温度传感器模块 (3)3.2.3放大器模块 (4)3.2.4比较器模块 (6)3.2.5继电器模块 (7)3.2.6加热模块 (9)3.3电路的安装与调试 (10)3.3.1电路的安装 (10)3.3.2电路的调试 (10)4电路的仿真 (11)5电路的特点及改进 (12)6 课程设计心得及体会 (13)参考文献 (14)附录I 元件清单 (15)附录II 整体电路图 (16)摘要目前,水温控制的应用十分广泛.对人们的生活影响很大，基于此要求，本设计主要采用电压比较器对继电器的控制实行对水温的控制。
本设计主要运用了模拟电子技术基础中的比例放大器，电压比较器，继电器的相关知识，实现了温度的测量和对水温的控制，具有较好的可行性和实用性。
信号通过LM35温度传感器输入转化为电信号，在经放大器放大后与设定的电压值比较，输出正电压或负电压来实现电路的通断，间接控制继电器的工作，实现温度控制。
关键词：LM35温度传感器，比较器，继电器等。
AbstractThis paper adopts voltage comparator to relay control of temperature control of practice. Mainly used for simulating electronics proportion of amplifiers, voltage comparator, related knowledge of relays. The design and implementation of a temperature measurement and control of temperature, good feasibility and practicality. By LM35 temperature sensor signal input into electrical signals in the amplifier amplification, and set the voltage output voltage, negative or positive to realize the circuit, indirect control relay, realize temperature control.Keywords: LM35 temperature sensor, the comparator, relays, etc.1 绪论人类社会已经进入信息化时代，信息社会的发展离不开电子产品的进步。
模电课程设计---温控装置设计
模电课程设计---温控装置设计山东大学电子课程设计报告温控装置设计姓名:专业:班级:学号:指导教师:2013-6-6摘要本设计以LM358电压比较器和热敏电阻为核心，让热敏电阻、10K电阻来组成的分压电路，接LM358的反相输入端。
当环境温度大于或等于5℃时，热敏电阻阻值减小，使反相输入端电压小于正向输入端的参考电压，从而使LM358输出端输出参考电压，令LED发光,蜂鸣器发出响声报警，提醒用户及时采取措施。
关键词：热敏电阻温度电压比较器参考电压目录山东科技大学 (I)温控装置设计 (I)摘要................................................................... I I 目录 (III)第一章课题背景 (5)1.1 引言 (5)1.1.1 背景 (5)1.1.2 设计目的与意义 (5)1.2 技术指标 (5)1.3 主要工作 (5)第二章元件介绍 (6)2.1 电压比较器LM358 (6)2.1.1 电压比较器的工作原理 (6)2.1.2 LM358的特点 (7)2.1.3 LM358参数功能特性 (7)2.1.4 LM358内部功能框图 (8)2.2 热敏电阻 (8)2.2.1 热敏电阻原理 (8)第三章方案论述 (11)3.1设计简介 (11)3.2 总体思路 (11)3.3 电路图 (11)3.4 说明 (12)3.5结论 (12)参考文献 (12)第一章课题背景1.1 引言1.1.1 背景温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。
温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。
日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。
利用热敏电阻器制作一个温度报警器，可通过调节微调电位器的阻值，改变电压比较器正向输入端的参考电压，可以改变电路报警时的温度。
模拟电子技术课程设计报告书- 温度测量与控制电路
电阻率大。电阻率大可使电阻体积做得小些，减小热惯性。
在测温范围内，物理、化学性质稳定。
电阻与温度的关系要接近线性，以便于分度和读数。
重复性好、复制性强，便于批量生产和互换。
价格便宜。
常见铂测温电阻的标称电阻值为100Ω，温度系数是3850×10-6/℃。标称值的误差影响偏置，而温度系数的误差影响增益。温度跨度越大误差也越大。标称值的误差可用一点调整，而温度系数的误差要由间隔温度的两点调整。当要求很细微的调整温度时，要选用温度系数一致的传感器。
F=1.44/[(R1+2R2)C2]=9.6KHZ
每一次发声持续的时间为： T=(R1+R2)CLn2≈1×10-4s
图6
4、A/D转换器：
A/D转换部分利用集成芯片AD574，再结合两片74LS283构成。该方案工作原理是先将模拟量转换成9位二进制数，再将最低一位和前八位相加这样就可以将测量精度提高到±0.5℃.
4.单元电路设计及主要元器件参数计算……………………………5
5.电路图………………………………………………………………14
6.设计总结……………………………………………………………15
7.参考文献……………………………………………………………15
8.附录元器件明细……………………………………………………16
二、各模块设计
1、温度传感器：
铂测温电阻
金属具有随着温度的升高电阻值增大的特性，其温度系数一般问（3000~7000）*0.000001/ 10-6℃。利用金属的这一特性，我们可以通过监测金属电阻的变化实现温度测量。制作测温电阻的材料除了铂以外还可以是铜活镍等，而铂的纯度大于99.999%，是最佳的测温材料。
电子技术课程设计报告---温度控制器设计报告
电子技术课程设计报告学院：自动化学院专业班级：自动化10-05班学生姓名：指导教师：完成时间：2012年7月9日成绩：评阅意见：评阅教师日期温度控制器设计报告一. 设计要求（1）、设计一个能控制周围环境温度的控制器。
（2）、画出温度控制器的电路图。
（3）、撰写课程设计说明书，要求：课题名称;设计任务及要求 附图及原理说明；二.设计的作用、目的设计一个可以控制所在环境温度的温度控制器，使周边环境温度控制在一个适度的范围内。
本实验的目的是应用所学的模拟和数字电子技术知识设计并熟练掌握相应的控制电路设计方法和思路，并且逐步将理论与生活实际相结合。
三.设计的具体实现1． 系统概述通过模拟温度感应部来提取周围环境的温度模拟信号，之后通过选择比较器来进行信号的筛选和传递，由控制部分对信号做出相应的反应，后控制开启关闭模拟温度调节系统开关以达到控制环境的温度的目的。
如图示结构所示：2．单元电路设计(或仿真)与分析模拟温度感应部应用滑动变阻器的调节阻值的功能来模仿热敏电阻等温度感应器件的相应作用。
同时模拟温度感应部 模拟温度调节开关 控制指示部分选择比较器调节时，效果比较直观，易于观察和分析。
因为知识简单的模拟，所以应用的器件较为简单。
75%R17Key = A6kΩ其功能主要用来产生温度感应信号。
并且可以通过调节阻值来模拟各个温度的反应信号，并输送到选择比较部分电路中。
选择比较器（LM324D ）我们选用LM324D作为这部分的关键元件。
用U1A 作为比较器，来对信号进行第一步的采样，之后通过后两级的比较器，最终将感应信号传送到下一级的控制指示电路中LM324引脚图R1 2kΩ R22kΩR310kΩR42kΩR510kΩR9 2kΩR102kΩR112kΩR1210kΩR1310kΩR1410kΩVDD5VVDD5VU1ALM324D321141U1BLM324D561147U1CLM324D1091148U4PHOTO_TRANSISTOR_RATED选择比较部分示意图注：用光电三极管表示温度感应部控制与指示系统部分当温度适宜不需要升降温调节时，控制器的左端接入的是高电平，使三极管处于导通状态，则U3发光；当温度需要调节时，接入的是低电平，三极管处于截止状态，则U2发光，同时，集电极有电流流过，接于其上的温度控制开关部分开启，开始调节温度，直到温度适宜时，接入变为高电平。
模电_水温控制系统课程设计
二、 系统框图
放大电路 比较环节 执行电路
温度传感器
被控对象
三、单元电路设计
电源电路
同相比例放大电路
门限可调比较器
继电器驱动电路
加热电路
四、整体电路设计
主题二
种类 芯片 电容 电阻 元件 LM7812 LM7912 0.33μF 1mF 10KΩ 90KΩ 2KΩ 1KΩ 10KΩ AC250 DC30 TS_PQ4_16 1 1 4 4 6 1 1 2 1 3 1 1 1
元件清单
个数 种类 温度传感器 三极管 集成运放 元器件 个数 LM35 9013 LM324 1 1 2
电位器 继电器 变压器 1 100W 5A 1 1 2
发光二极管 LED（红） （
导线、焊丝、 导线、焊丝、焊枪若干
主题三 设计报告要求
封面 摘要 目录 1 绪论 2 设计任务及要求 3 电路原理及单元电路设计 4 电路调试及特点 5 心得体会 参考文献 附件（整体电路，元器件清单） 附件（整体电路，元器件清单）
水温控制系统电路设计
陈新国
主题
• 电路设计 • 电路设计元器件 • 设计报告要求
主题一 控制电路设计
一、 设计要求
• 测温和控制温度 室温～ 室温～100 oC • 控温精度 ：±1 oC • 控温通道输出为双向晶闸管 或继电器， 或继电器，一组转换触点为 市电（ 市电（220V，10A） ， ） 测量范围
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基于模拟电路的温度控制系统
目录1前言 (1)2设计方案 (2)2.1方案论证： (2)2.2显示选：23单元模块设计： (4)3.1传感器检测电路： (4)3.2基准电压电路： (5)3.3温度指示电路: (6)3.4电压比较放大电路： (8)3.5电源电路： (9)3.6电压比较放大电路： (10)3.7 555多谐报警电路： (11)4．软件设计 (13)5．系统功能、指标参数 (14)6．系统调试： (15)7．设计总结 (18)7.1设计小结： (18)7.2设计收获体会： (18)7.3设计建议： (18)8．参考文献： (19)附录 (20)1 前言在钢铁、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。
温度控制一般指对某一特定空间的温度进行控制调节，使其达到并满足工艺过程的要求。
温度测量与控制系统是自动控制技术、计算机技术、电子技术和通信技术的有机结合，综合发展的产物。
其内容十分的丰富，它包括各种数据的采集和处理系统、自动测量系统、生产过程自动控制系统等，广泛应用于工厂自动化、商业自动化、实验室自动化等人类活动的各个领域。
随着工业的发展，对温度控制提出了更多更高的要求，因而热处理技术也向着优质、高效、节能、无公害方向发展。
温度控制是一种具有纯滞后的系统，加热材料、环境温度以及电网电压等都影响控制过程，目前的温度控制系统大多建立在一定的数学模型基础上，对被控对象中的非线性、时变性及随机干扰无能为力，因此，提高系统的抗干扰能力成为关键性的技术。
首先，控温精度要高。
模电课程设计——温度测量控制系统的设计与制作
xxxxxx学院课程设计报告( 2011 -- 2012年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：20xx年xx月xx日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (3)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (8)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、设计总结 (10)附录I：元器件清单 (11)附录II：总体电路图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。
2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
模电温控电路设计与仿真
水温测量与控制电路的设计与仿真1设计任务与要求温度测量，测量范围0～100 ℃；控制温度±1 ℃；控制通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换触点为市电（220V，10A）。
学习并运用proteus仿真软件，绘制电路图，进行基本的仿真实验对所设计的电路进行分析与调试。
2方案设计与论证温度控制器是实现可测温度和控制温度的电路，通过对温度控制电路的设计、调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中的应用。
进一步熟悉集成运算放大器的线性和非线性应用。
Proteus介绍：Proteus 软件是由英国 Labcenter Electronics 公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。
Proteus 软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子线路设计与仿真软件。
Proteus软件和我们手头的其他电路设计仿真软件最大的不同即它的功能不是单一的。
它的强大的元件库可以和任何电路设计软件相媲美；它的电路仿真功能可以和Multisim相媲美，且独特的单片机仿真功能是Multisim 及其他任何仿真软件都不具备的；它的PCB电路制版功能可以和Protel相媲美。
它的功能不但强大，而且每种功能都毫不逊于Protel，是广大电子设计爱好者难得的一个工具软件。
Proteus具有和其他EDA工具一样的原理图编辑、印刷电路板(PCB)设计及电路仿真功能，最大的特色是其电路仿真的交互化和可视化。
通过Proteus 软件的VSM(虚拟仿真模式)，用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及外围元器件等电子线路进行系统仿真 Proteus软件由ISIS和ARES两部分构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件，ARES是一款高级的PCB布线编辑软件。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 温度控制的设计初始条件：电阻、二极管、正负12V电源、UA741、电位器、LED、半导体制冷片，温度传感器LM35、开关要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器内空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm（3）测温和控温范围： 0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温范围： 0℃~（室温+10℃）时间安排：时间安排：（1）第18周理论讲解。
（2）第19周理论设计、实验设计及安装调试。
地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract ......................................................... I I 1 绪论 . (1)2设计任务及要求 (2)2.1设计任务及要求 (2)2.2设计思想 (2)3 选定方案的论证及整体电路的工作原理 (3)3.1 设计方案选择 (3)3.1.1可行方案 (3)3.1.2 方案讨论和选择 (4)3.2 选定方案的论证 (5)3.2.1选定温度传感器的论证 (5)3.2.2选定继电器的论证 (5)3.2.3选定运算放大器的论证 (5)3.3 整体电路的工作原理 (6)4单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 (7)4.1 测温单元 (7)4.2 信号处理单元 (8)4.3 温度显示单元 (9)4.4 控制单元 (10)5 整体电路图、元件及器件明细 (12)5.1 整体电路图 (12)5.2 实物图展示 (13)5.3 元件及器件明细 (15)6 设计小结 (16)6.1 成果的评价 (16)6.2 本设计的特点 (16)6.3 存在的问题和改进的意义 (16)参考文献 (17)摘要控制系统一般由温度测量部分和温度控制部分组成。
温度测量部分主要用来接收当前系统中的温度，然后发送到控制部分；温度控制系统主要是用来控制外部降温系统的，它接受来自温度测量部分的信号，然后与所要控制的温度信号进行比较，从而决定是否降温。
本设计同样采用这两大部分，通过对当前与控制温度的对比决定是否进行加热，从而达到控制温度的目的。
关键词：温度；测量；控制。
AbstractGeneral system for temperature is made of the part of measuring temperature and the part of controling temperature. The part of measuring is to receive the signal of current temperature. And then ,it will transfor this signal to the part of controling,which is to contorl if it should be heated up or cooled. The part of controling compare it to the controled temperature after receiving the signal from the forward. Then ,it is going to determine is the system need to be heated up or cooled. This design for water temperature is also made of these parts.This system control the temperature of water by comparing temperature to temperature to control to decide if to heat up.So that we can get the destination of controling temperature.Key words: temperature ; measure ;control1 绪论冬暖夏凉是人们对温度的第一感觉，而如果要对温度进行精确的测量，则要进行利用仪器进行测量，这就要用到温度测量和控制系统。
温度控制系统在工业生产，生活娱乐，仪器运行等很多方面都有着广泛的应用。
而现今很多的温度控制系统大多数都有很多的缺点，最主要的就是价格昂贵，反应速度慢或者是精度不高等。
这些缺点使得温度控制部分成为整个系统中的一个污点。
本设计通过本人自身的所学知识，以及所考虑到的问题，尽量设计比较完美的温度控制系统，希望通过设计这样一个简单而价格便宜的温度控制系统达到抛砖引玉的目的。
当然，现今应该是存在比我的系统更加完美的设计，如果可能，仅希望提供另外一种设计思路，也许会有某些火花的碰撞。
2 设计的技术指标及要求2.1设计任务及要求2.1.1设计任务根据技术要求和所给条件，完成对温度控制系统的设计，装配与调试。
2.1.2 设计要求一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器内空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm（3）测温和控温范围：0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温范围：0℃~（室温+10℃）2.2设计思想本次设计使用温度传感器收集当前密室的温度，然后经过各部分电路处理，与所要控制的电路进行比较。
电路根据比较的结果决定是否对密室空气进行降温，如果需要制冷会自动开启半导体制冷片。
当温度低于所控制的温度后，控制部分要断开制冷电路。
在不制冷的情况下，密室会自动升温，当温度上升到控制温度以下的时候电路就会依照以前的步骤重新来一遍，然后对密室进行降温，然后循环往复执行这样一个周期性的动作，从而达到把温度控制在一定范围内的目的。
3 选定方案的论证及整体电路的工作原理3.1设计方案选择3.1.1可行方案：方案一：通过集成运放构成的比例器，把温度传感器获得的信号放大，再将信号传输给功放，带动半导体制冷片工作，从而实现对温度的控制。
功放采用乙类双电源互补对称功率放大电路。
测温部分通过测温度传感器输出端与基准端的电压，在转化为相应的温度值。
其中，基准端的电压有事先调试好。
方案二：利用集成运放在非线性工作区（即饱和区）的输出端电压为正负电源电压的特性，构造温度比较器，将温度信号离散成为高电平和低电平，高电平时制冷，低电平时加热，从而实现对温度的控制。
其中功放采用乙类双电源互补对称功率放大电路。
测温部分方案同方案一。
方案三：用半导体制冷片分别实现制冷功能，该方案中同样用比较器将温度信号离散为高电平和低电平，高电平时制冷片工作，低电平时，加热器工作，这样就可也实现对温度的控制。
其中功放电路采用两个独立的二级放大电路，且只用正电源。
测温部分方案同方案一。
3.1.2方案的讨论与选择：方案一可行，可是存在着许多缺点，如反应慢，且温度相近时，灵敏度也降低了。
方案二可行，它将变化的温度信息转变为离散的高电平和低电平，通过功放的作用，从而实现对温度的控制。
但是半导体制冷片一直工作在较大功率条件下，耗能较多，且加热器和制冷器始终有其一在工作中，所以会造成资源浪费，电路也相对复杂。
方案三可以很好得实现对温度的控制和测量，虽然方案三使用的电子器件较多且繁杂，电路也较复杂，但是对于控制电路来说更加准确，迅速，因为不需要对电路进行加热，则这个电路是不错的。
综合考虑之后，采用方案三作为具体实现方案。
3.2 选定方案的论证3.2.1选定温度传感器的论证根据设计要求，可以测量并控制0到室温的温度，精度要达到±1℃。
也就是说基本要求为传感器可以测量0到室温的温度，并且具有很好的稳定性。
再结合性能以及价格方面的原因，选择了集成温度传感器LM35。
LM35温度传感器在-55～150摄氏度以内是非常稳定的。
当它的工作电压在4到20v之间是可以在每摄氏度变化的时候输出变化10mv。
它的线性度也可以在高温的时候保持得非常好。
因此LM35完全符合设计要求。
3.2.2选定继电器的论证继电器是低压控制高压的部分，它的开启电压以及稳定性相当重要。
因为选用的电源电压是12V的，所以继电器的开启电压应当适当低于12V当接近它，因此选用开启电压为9V的比较适合。
另外，由于加热部分的电流比较大，所以继电器的承受电流要大，一般1000W的加热装置电流为4.5A，选择4.5A×2=9A 以上的比较适合。
3.2.3选定运算放大器的论证本设计对放大器的要求只是有较好的虚短和虚断特性，作为比较器时输出可以接近电源电压。
因此通用型的运算放大器便可满足要求。
因此选用通用型的ua741.3.3 整体电路的工作原理电路设计的总体思想是测温——比较——控温如图3.1所示图3.3.1 模块框图传感器采用封装形式，将其放入欲控制系统中。
收集温度所表征的信号，主要是电压信号。
这个由传感器所采集到的信号是非常微弱的，因此设计了一个信号处理单元，主要作用是对信号无损放大。
放大后的信号就可以送到温度比较单元了。
这个单元将处理后的信号与预订值进行比较，从而决定是否进行加热。
显示部分用来显示所测的密室和所要控制的温度。
4单元电路的设计计算、元器件选择及电路图4.1 测温单元Vcc图4.1.1 测温单元电路图温度传感器需要放入水中，所以应该在电路中引出一个出口来接温度传感器。
LM35有三个引脚，其中0接正电源，2接地，这样在1脚就会输出随温度而现行变化的电压。
具体是每变化1摄氏度，输出电压变化10mV。
信号采集单元电路如图4.1.1所示。
4.2 信号处理单元LM35输出端的电压因温度改变1摄氏度而改变10mv ，很难检测。
所以必须经过一定的处理方可成为测量以及控制部分所使用的信号。
处理方法也就是将它无损的放大一定的倍数。
因控制或测量温度在30摄氏度的时候，LM35输出电压为300mv 。
温度在0摄氏度的时候输出为0mv 。
经下面计算：max v ×A 12V V ≤min v ×A 0V V ≥得max 120V VV A V ≤≤即0< Av < 40考虑计算的方便，以及最后输出测量的方便，放大倍数为30 为宜。