溫度控制器電路設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試溫度控制器的單元電路運(yùn)放的二個(gè)應(yīng)用：⑴線性應(yīng)用-測(cè)量放大器。⑵非線性應(yīng)用-滯回比較器⑴測(cè)量放大器原理圖3-4圖3-4測(cè)量放大器U=~ul-（3-1）當(dāng)U=~ul-（3-1）當(dāng)Ui-=0時(shí)，A2同相輸入，A1反相輸入L)=U,(1+』)i+Rg（3-2）當(dāng)Ui+=0時(shí)，A1同相輸入，A2反相輸入=U.(1+與)'-Rg總的輸出:uu=u,(1+%-u.(與)

1i-Rg1+Rgu=u(1+R2)-u(R2)2i+R i-Ru=-u(土)+u(—R—)(1+土)0 1R2R+RR右R1=R2、R3=R4、R5=R6；則： u0=(u2-u1)(勺)；3代入U(xiǎn)1、U2，化簡(jiǎn)得：u0=(ui+—uiu0=(ui+—ui-)(1+2R1)(R5)RR3u0(ui+-ui-=(1+Rg2R1R5)(R3)=1，2R「)（3-3）（3-4）由式（3-4）可知：u〉〃.時(shí)u°〉0，故u^輸入端為測(cè)量放大器同相輸入端。U〈U.時(shí)u0〈0，故u+輸入端為測(cè)量放大器反相輸入端。滯回比較器原理

由于運(yùn)放工作在非線性區(qū)，輸出只有高低電平兩個(gè)電壓+Uom和-Uom，當(dāng)uo=+Uom時(shí)，如圖所示同相輸入端電壓U+的上門限值為：UTH1=UTH1=R+R~(uo-UR)+URRfUR+R2UomR2+RfRfURR2om

+R2+RfR2+Rf（3-5）隨u.增大達(dá)到UTH1后，uo由+Uom跳變?yōu)椤猆om。圖3-5圖3-5滯回比較器當(dāng)uo=-Uom時(shí)，如圖所示同相輸入端電壓U+的下門限值為:UTH2=RUTH2=R2+Rf2fRfUR-R2UomR2+R「2fRfURR2+R R2+R2J2J（3-6）隨u.減小達(dá)到UTH2后，uo由-Uom跳變?yōu)?Uom。R2我們把上門限電壓UTH1與下門限電壓UTH2之差稱為回差電壓AUth：R2AUTH=UTH1-UTH2=2UomR2+R（3-7）

回差電壓的存在，大大提高了電路的抗干擾能力。只要干擾信號(hào)的峰值小于半個(gè)回差電壓，比較器就不會(huì)因?yàn)楦蓴_而誤動(dòng)作。⑶測(cè)量電橋如圖3-6如圖3-6所示（a）為溫度測(cè)量電橋，（b）為光照度測(cè)量電橋。Rpi、%為電橋平衡調(diào)整電位器。圖3-6圖3-6測(cè)量電橋①光照度測(cè)量電橋由光照度測(cè)量電橋和直流測(cè)量電橋組成；直流測(cè)量電橋由R11、R12、R13、R14組成電橋的四個(gè)橋臂，用于電路測(cè)試和調(diào)整；光測(cè)量電橋由△r+Rd、R12、R13、R14組成電橋的四個(gè)橋臂，用于實(shí)際運(yùn)行。光測(cè)量電橋和直流測(cè)量電橋通過(guò)開關(guān)K切換，轉(zhuǎn)換電路測(cè)試和調(diào)整或光控運(yùn)行兩種狀態(tài)。Rw為調(diào)零電位器，調(diào)整Rw可使電橋輸出電壓U.為零。光敏電阻Rd隨光強(qiáng)增加而阻值下降，其暗電阻為2M。；在通常光照下，其亮電阻為100k。左右。電橋輸出不平衡電壓q，u作測(cè)量放大器輸入信號(hào)。R12xR14—（△r+Rd）xR131 （Ar+Rd+R12）（R13+R14）（3-8）光敏電阻的光電流）與端電壓隊(duì)入射光照度頃關(guān)系:Ip=SgUaLY當(dāng)入射光照度低于1000lx時(shí)（在25W白燈下，距離50cm處，其入射光照度約100lx），、與L具有良好的線性關(guān)系

II=SUL(3-9)溫度測(cè)量電橋溫度測(cè)量電橋的A點(diǎn)所在的橋臂的電阻是固定的，故〃,是固定的。B點(diǎn)所在的橋臂的電阻Rt隨溫度變化，故ub是變動(dòng)的。電阻Rt為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，Rt=1.5K指NTC熱敏電阻的標(biāo)稱電阻值R25。為了方便取R與RRt=R=1.5K，同時(shí)，UA= —E=1Et A R1+R2 1 31在前面已知條件下，推導(dǎo)R3=R3+Rp1約束條件：① —△U〈U=U-U〈+△U由測(cè)量電橋平衡L=u由測(cè)量電橋平衡L=uA-ub=0時(shí)，得R:=R3+R=R.=750Q。又由U又由U=U—U=1E―E'AB31R+R' 1t3得R3=R3+七廣750…。故取溫度控制器電路原理⑴溫度控制器電路M324-310kQLM324-1100EQ溫度控制器電路如圖3-7所示。圖3-7溫度控制器電路頃正1.規(guī)LM324-2Cr2&M324-310kQLM324-1100EQ溫度控制器電路如圖3-7所示。圖3-7溫度控制器電路頃正1.規(guī)LM324-2Cr2&房口100Q2W80502EQIX1覦LM324-4, .f口4-4VPup：100kQ⑵電路原理分析由測(cè)量電橋、測(cè)量放大器、滯回比較器及驅(qū)動(dòng)電路等圖3-8由測(cè)量電橋、測(cè)量放大器、滯回比較器及驅(qū)動(dòng)電路等圖3-8滯回曲線組成。測(cè)量電橋的A點(diǎn)所在的橋臂的電阻是固定的，故七是固定的。B點(diǎn)所在的橋臂的電阻烏隨溫度變化，故〃6是變動(dòng)的。由于溫度的不同，因而在測(cè)量電橋的A、B點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的電壓差，這個(gè)差值經(jīng)過(guò)測(cè)量放大器放大后進(jìn)入到滯回比較器的反相輸入端，與比較電壓ur比較后，由滯回比較器輸出信號(hào)進(jìn)行加熱或停止加熱。繼電器J可進(jìn)一步推動(dòng)交流接觸器。當(dāng)Ue變化越過(guò)滯回電壓比較器的比較電壓UR當(dāng)Ue變化越過(guò)u——A^xu+—xu。由滯回電壓比較器特性可知TH-R+RXUr+R+RXUo12 13 12 13TH時(shí)，滯回電壓比較器輸出會(huì)翻轉(zhuǎn)。改變比較電壓UR能改變控溫的范圍，控溫的精度由滯回比較器的滯環(huán)寬度確定。TH比較電壓Ur與溫度Rt的關(guān)系:TH12+R13XUr12TH12+R13XUr12+R13xuomxU+xU+R12xU—AURR+R om AB=A(U-U)=A(R1ABR1+R2E- Rt E)1R+R' 1E1=AE1=AR1E113整理得:U—mE'U—mE'-mA 1~R 1 Rf+R~E1--^U =mE1--^U3R13 R13-mA1+R3R'R3t(3-10)由式（3-10）可知，比較電壓Ur與溫度Rt存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。溫度tt，Rt I，使Ub I，而nuB 1。經(jīng)測(cè)量放大器的放大，uE L當(dāng)溫度由t上升到達(dá)t（與U對(duì)應(yīng)），即溫度t到達(dá)設(shè)定值t，滯回比較器輸出信0 2 R 2號(hào)uF使驅(qū)動(dòng)電路復(fù)合管截止，繼電器J失電，停止加溫。溫度tI，Rtt，使uBt，而uA-uBI。經(jīng)測(cè)量放大器的放大，uEI，當(dāng)溫度下降達(dá)t（與U對(duì)應(yīng)），即溫度t下降低于設(shè)定值t，滯回比較器輸出信號(hào)u12 R 12 UF使驅(qū)動(dòng)電路復(fù)合管導(dǎo)通，繼電器J得電，進(jìn)行加溫。溫度控制器的組裝與調(diào)試⑴組裝與調(diào)試目的學(xué)會(huì)使用測(cè)量放大器；學(xué)會(huì)用基本電路組成實(shí)用電路的方法；學(xué)會(huì)系統(tǒng)的測(cè)量與調(diào)試。⑵組裝、調(diào)試設(shè)備與器材LM324一片，穩(wěn)壓管2DW7一只，三極管9013、8050各1只，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻1只，電阻、電容、電位器若干，土12V、+1V直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)，萬(wàn)用表1塊，數(shù)字式溫度計(jì)1只，雙蹤示波器1臺(tái)。⑶組裝與調(diào)試步驟按圖3-7連接線路，2W的電阻R16靠近Rt，檢查無(wú)誤后，接通電源。調(diào)試重點(diǎn)觀察Ue、Up取何值，能使電路正常工作。標(biāo)定溫度范圍。設(shè)控制溫度范圍為t1?t2，標(biāo)定時(shí)將熱敏電阻置于恒溫槽中，使恒溫槽溫度為t1，過(guò)幾分鐘后調(diào)整Rp1,使U=U，標(biāo)定此時(shí)Rp1的位CD置為t1。同理可標(biāo)定溫度為t2的位置。根據(jù)控溫精度要求，可在t1?t2之間作若干點(diǎn)，在Rp1上標(biāo)注相應(yīng)的溫度刻度即可。電壓放大倍數(shù)測(cè)量。令B點(diǎn)接地，u=0，由式（3-2）可知〃=_—，B CRATOC\o"1-5"\h\z得J=_與，由式（3-4）得A=-咨=」2J。另用電位器分壓得到-30mV電UR VR UA g g A壓，接入A點(diǎn)，測(cè)量C點(diǎn)電位，由a=1_2■=1+2~^，計(jì)算出放大器的電壓V嘰 3°伸放大倍數(shù)。滯回特性測(cè)量。調(diào)節(jié)A點(diǎn)電位，使之