一种简易温控电路的设计
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 ｔ ｔ 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 Ｋ ｖ Ｖ１ 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 Ｖ１ Ｖ Ｋ１
开。
２理 论 分析 ．
、
温控 电路 的技 术分 析
１ 制 原理 图 ． 控
当ｖ ２导通 、 截止时 ， 、 电压为 ２ Ｖ， ｔ ｖ１ １２端 ４ Ｒ 阻值较小 时， Ｖ ２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 ［ ５ ｌ Ａ。 ． Ｖ． Ｉ＝Ｕ ２ ０７ Ｒ ｘ ＝ ８￣ ） ３ ｘ
由于 Ｉ Ｂ远远大 于 Ｉ Ｂ ，晶体管 ｖ ２处于深度 饱和状态 ， 这 时， Ｉ ｃ和 Ｉ Ｂ两者关系不再符合 Ｉ＝ Ｉ Ｃ ￣Ｂ的关系 ，根据基尔霍夫
定律得 如下方程式 ：
Ｃ１４ １ ／０ 、 ２型 号 为 Ｂ Ｘ５ — （ １ ［ ＝ ７． ４ Ｖ ＶＩＶ ｔ Ｆ Ｃ ８ ８ Ｂ 、２为 ２ ０ Ｖ３ ３ ６）
型 号 为 Ｂ ５Ｃ ２０ 输 出继 电 器 Ｋｌ型 号 为 Ｖ ３ ３ 一 ０ １ Ｗ０ １ ２ ０ ７ Ａ ０ ６ ０
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
第1页共5页。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一种简易温控电路的设计
摘要：本文采用阻容降压电路及窗口比较器设计而成的一种简易温控电路，主要应用在对温控精度要求不太高的产品上，具有成本低、体积小，性价比高等优点。
关键词：温控电路阻容降压窗口比较器
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温控精度要求不太高的产品上，在保证温控精度的前提下，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[1]。
例如，在50hz的工频条件下，一个1μf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1μf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
①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imax小于ic-io时易造成稳压管烧毁。
②为保证c1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。
③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。
阻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。
注：阻容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电！
2 窗口比较器的设计
窗口比较器常用两个比较器组成（双比较器），它有两个阈值电压vthh（高阈值电压）及vthl（低阈值电压），与vthh及vthl比较的电压va输入两个比较器[1]。
如图2所示，若vthl≤va≤vthh，lm358芯片1脚输出高电平、7脚输出低电平，经过或门比较后绿灯亮；若vavthh，lm358芯片1脚输出高电平，黄灯亮。
如设图2电路正常工作温度为45～50℃，（45℃到50℃是一个“窗口”），在此温度范围时，lm358芯片1脚输出高电平、7脚输出低电平，经过或门比较后绿灯亮（表示温度正常）；若温度低于45℃，lm358芯片1脚输出高电平，黄灯亮；若温度高于50℃，lm358芯片7脚输出高电平，红灯亮。
当温度不在正常范围时，可以把此电路稍加改造，外加辅助电路使其恢复正常。
温度传感器采用5k3470+1%热敏电阻rt，已知rt在45℃时阻值为2.4050kω；50℃时阻值为2.0337kω[2]。
按5v工作电压及流过r3、rt的电流约1ma，可求出r1的值。
r1的值确定后，可计算出45℃时的va值为2.225v（按图2中r3=3kω时），50℃时的va 值为2.020v，则vthl =2.020v，vthh=2.225v。
若设r4、r5=3kω，则按图2及vthl、vthh可求出流过rw2、rw3的相应阻值。
3 整体电路的设计
4 结论
本设计经实际焊接检测确实可行，工作稳定，精度较高，达到了预期效果，可根据实际需要外接辅助电路、稍加改造，就可达到
控温、报警的目的。
本温度控制器物精美小巧，具有可靠性高、响应速度快、抗干扰能力强、性价比高和卓越的长期稳定性等优点，可以广泛应用在对温控精度要求不太高的设备上。
参考文献：
[1] 谢嘉奎. 电子线路[m]. 北京：高等教育出版社. 2009， 12
[2] 李增国. 传感器与检测技术[m]. 北京：北京航空航天大学出版社. 2009， 7.
作者简介：王云兴（1983～），男，汉族，河南鹿邑人，江西渝州科技职业学院教师，硕士研究生，研究方向：非电量电测技术与装置。