精密温度控制电路
标准油槽的精密温度控制电路的设计
路 , 密 放 大 电 路 , D 和 D/ 电 路 , 片 机 及 扩 展 口 电 路 , 盘 及 显 示 等 电 路 的 设 计 方 法 和 工 作 原 理 . 精 A/ A 单 键
路设 计 单 片机
导 通 角 , 实 现 对 加 热 量 的 控 制 . 同 时 用 L D 显 示 当 以 E 前 温 度 . 当进入 稳 定状 态 后 , 路发 出提示 信 号 . 电
维普资讯
标 准 油 槽 的精 密 温 度 控 制 电路 的设 计
内蒙 古 大 学 理 工 学 院 ( 和 浩 特 0 0 2 ) 李 全 虎 呼 1 0 1
【 要】 介绍 T- ~ 摘 -
仲 兆 楠
:95 8 C 2单 片机 的精 密温度 控制 电路 及 系统模 糊控 制 软件 .文 中分 别论 述 了电桥 测量 电
标 准 油 槽 作 为 一 种 温 度 校 核 设 备 , 泛 地 应 用 在 广 温度 传感 器 , 度 测 量 器具 的 检 测 及 校 核 中 , 化 工 , 温 是 航 天 , 产 等 领 域 中 有 关 计 量 单 位 的 主 要 设 备 . 国 产 生 的 标 准 油 槽 一 般 采 用 传 统 的 P D 控 制 方 法 , 在 以 下 I 存 主 要 缺 陷 : 是 达 到 设 定 温 度 并 且 进 入 稳 定 状 态 所 需 一
源 , 提 高 精 度 . 桥 臂 电 阻 是 经 过 严 格 筛 选 的 , 度 系 以 温 数很 小 的 , 值相 同的精 密 金属 膜 电 阻 . 阻
精 密 放 大 电 路 如 图 2所 示 . 电 路 中 包 括 一 级 放 大 , 级 放大 , 零 电路等 .其 中一 级 放 大 采 用仪 表 放 二 调 大器 A 2 该 放 大 器 具 有 较 高 的精 度 和 较 高 的 共 模 D6 0, 抑 制 比 , 需 调 节 RG 即 可 将 增 益 调 节 在 1—1 0 只 0 0之 间 . 同 时 在 AD 2 6 0的 输 入 端 加 入 滤 波 电 容 和 限 幅 电 路 , 来 进 一 步 抑 制 突 发 的 干 扰 信 号 . 二 级 放 大 采 用 用 L 5 M3 8运 算 放 大 器 , 过 调 节 RF来 确 定 该 级 放 大 器 通 的增益 , 满 足 较 宽 的 温 度设 置 范 围. 调 零 电路 由精 以 密 电 压 源 MC1 0 及 L 5 43 M3 8组 成 的 放 大 电 路 构 成 . 电路 中如 果选 择 R 3=R 8=Ri 则 放 大 电路 的 输 出 为 : ,
高精度半导体激光器驱动电源及温控电路设计
高精度半导体激光器驱动电源及温控电路设计罗亮;胡佳成;王婵媛;刘泽国【摘要】In order to solve the problem that the output power and wavelength of semiconductor laser light source was easily influenced by drive current and working temperature in Brillouin optical fiber sensing system, high-precision constant current drive and temperature control circuit were designed.Deep negative feedback integrated circuit was used to control the laser drive current precisely.Integrated temperature control chip MAX1978 was adopted to control the working current of semiconductor coolers and achieve the accurate controlment of laser working temperature.The results show that the design achieves the adjustment of drive current from 0mA~100mA.The maximum relative error of current control is 0.06%, current stability is 0.02% and the maximum error of temperature control is 0.03℃.Under the condition of temperature control, the stability of optical power is 0.5%, and the largest drift is0.005dBm.The design can achieve the effective control of current and temperature and ensure the stability of output light.%为了解决布里渊光纤传感系统中半导体激光器光源输出功率和波长易受驱动电流和温度影响的问题,设计了一种高精度恒流驱动和温控电路.该电路利用深度负反馈积分电路对激光器驱动电流进行精密的恒流控制,同时采用集成温度控制芯片MAX1978控制半导体制冷片的工作电流,实现对激光器工作温度的精确控制.结果表明,本设计实现了驱动电流0mA~100mA可调,电流控制最大相对误差为0.06%,电流稳定度为0.02%,温度控制最大误差为0.03℃,在温控的条件下,光功率稳定性达到0.5%,最大漂移量为0.005dBm.该设计实现了对电流和温度的有效控制,保证了输出光的稳定性.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】5页(P200-204)【关键词】激光技术;半导体激光器;恒流驱动;温控电路;布里渊传感【作者】罗亮;胡佳成;王婵媛;刘泽国【作者单位】中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TN86;TP273布里渊分布式光纤传感因能同时远距离传感温度和应变，被广泛应用在天然气和石油管道、远距离电力传输线路检测、矿井安全和边境安全监控等领域[1-3]，具有广阔的发展空间。
一种半导体激光器的精密温度控制电路
中 图 分 类 号 ：Ｔ ４ ． Ｎ２ ８ ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｄｅ ｉｎ Ｐｒ ｃ ｓ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｃｏ ｔｏ ｒ ｕ ｔｆｒＬａ ｅ ｓｇ ｅ ｉｅ Ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｌＣｉｃ ｉ ｏ ｓ ｒ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｌａ ｅ ｏ ｅｉ ｒ ａｌ ｎｌ ｅ ｃ ｄ ｂ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ． ｆａ ｓａ ｌ ｕ ｐ ｔｗａ ｅ ｅ ｇ ｈ ｉ ｅ ｉｅ ｔ ｅ ｔａ ｔ ｓ ｒＤｉ ｄ ｓｇ ｅ ｔｙ ｉｆｕ ｎ ｅ ｙｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ Ｉ ｔ ｂ ｅｏ ｔ ｕ ｖ ｌ ｎ ｔ ｓｒ ｑｕ ｒ ｄ， ｈ
ｔ ｌ ｒｃ ｒ， ｈ ｎ ａｈｇ ｃ ｕ ａ ｙＮｅ ａｉｅＴ ｍｐ ｒｔｒ ｏ ｆ ｃｅ ｔｒｓｓａ ｃ （ Ｔ ） ｏ ｉｅ ｉ ｈ ｒ ｌ ｒ ｌ ｏ ｅ ｔｅ ， ｉｈａ ｃ ｒｃ ｇ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅＣ ｅｆ ｉｎ ｅ ｉｔｎ ｅＮ Ｃ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗ ｔ Ｔ ｅｍａ ｏｅ ｖ ｉ ｈ Ｅｅ ｔ ｎｃ Ｃ ｏｅ（ＥＣ ｒ ｓｄ Ｔ ｅ Ｔ Ｃ ｉ ｒ ｅ ｙ Ｐ ｌｅ Ｗｉｔ ｄ ｌｔ ｎＰ ｌｃｒ ｉ ｏ ｌｒ ｏ Ｔ ）ａｅ ｕ ｅ ． ｈ Ｅ ｓｄｉ ｎ ｂ ｕｓ ｄｈ Ｍｏ ｕａｉ （ＷＭ）ａ ｄ ｒａｉｅ ｙ Ｈ－ ｖ ｏ ｎ ｅ ｌ ｄ ｂ ｚ
ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｆｔ ｅ Ｌ ｓ ｒＤｉ ｄ ｕ ｔｂ ｒ ｃ ｓ ｌ ｏ ｔｏｌ ｄ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｉ ａ ｅ ｓ ｃ ｎ— ｅ ｅ ａ ｕ ｅｏ ｈ ａ ｅ ｏ ｅ ｍ ｓ ｅ ｐ ｅ ｉ ｅｙ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ．Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ａｍ ｃ ｏ ｒ ｃ ｓ ｏ ｓｔ ｋ ｎ ａ ｏ
温度测量与控制电路设计
目录第1章摘要 (1)第2章设计目的与意义 (2)第3章案论证与确定 (3)3.1系统方案的确定 (3)3.1.1方案一 (3)3.1.2方案二 (3)3.2测量显示方案的确定 (4)3.2.1方案一 (4)3.2.2方案二 (5)3.3 温度传感模块 (5)3.3.1方案一 (5)3.3.2方案二 (6)3.4 数字显示与温度范围控制模块 (9)3.4.1 A/D转换部分 (9)3.4.2 控制温度设定与温度超限判断部分有两种方案： (10)第4章系统工作原理分析 (12)4.1 AD转换 (12)4.2 码制的转换 (14)4.3译码显示 (17)4.4 控制温度设定 (18)4.5 温度超限判断 (20)总结 (22)参考文献 (23)第1章摘要温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。
本次设计主要运用基本的测控技术知识及其基本的温度传感器知识，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。
总体设计中的主要思想：一、达到设计要求；二、尽量应用所学知识；三、设计力求系统简单可靠，有实际价值。
温度传感选用高精度摄氏温度传感器LM35进行数据采集，通过UA741芯片构成同相比例器实现放大。
AD转换部分使用集成芯片AD5740；二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现；显示译码部分用4511和七段数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用十进制加计数器74LS160和锁存器74LS175实现；温度的判断比较通过数值比较器74LS85的级联实现。
声光报警利用555定时器构成多谐振荡器组成。
温度控制执行部分采用继电器控制的加热制冷装置来实现。
此模块的存在，提高了该系统在工业上的实用性。
【关键词】温度测量、A/D转换、温度控制、声光报警、译码显示、555定时器第2章设计目的与意义随着电子技术的高速发展，对电子方面人才的要求越来越高，不仅要求其具备相关的专业理论知识，还要求其具有较强的设计、制作等实践动手能力。
温度控制电路的设计
温度控制电路的设计引言：温度控制电路是一种用于调节和维持温度稳定的电子设备，广泛应用于工业生产、实验室研究和家庭生活等领域。
本文将介绍温度控制电路的设计原理、常见的控制方法以及一些设计注意事项。
一、设计原理温度控制电路的设计基于温度传感器的测量结果，通过与设定温度进行比较，并根据比较结果控制加热或制冷设备的工作状态，以达到温度稳定的目的。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。
传感器将温度转换为电信号，经过放大和处理后送入控制电路。
二、常见的控制方法1.比例控制（P控制）比例控制是根据测量值与设定值之间的差异，通过调节输出信号的幅度来控制加热或制冷设备的工作。
比例控制的优点是结构简单，响应速度快。
但是，由于只考虑误差的大小，无法消除稳态误差。
2.比例积分控制（PI控制）比例积分控制在比例控制的基础上增加了积分环节，通过积分误差来消除稳态误差。
PI控制可以提高系统的稳定性和精度，但响应速度相对较慢。
3.比例积分微分控制（PID控制）PID控制是在PI控制的基础上增加了微分环节，通过考虑误差的变化率来进一步优化控制效果。
PID控制具有较好的稳定性、精度和动态响应性，是目前最常用的温度控制方法。
三、设计注意事项1.选择合适的传感器：根据实际应用场景和测量要求，选择适合的温度传感器，考虑测量范围、精度、响应速度等因素。
2.校准传感器：传感器的准确性对温度控制的精度至关重要，因此需要对传感器进行定期校准，以确保测量结果的准确性。
3.合理设置控制参数：对于PID控制，合理设置比例、积分和微分参数对系统性能至关重要。
通过实验或模拟分析，确定最佳的控制参数。
4.稳定性和抗干扰能力：温度控制电路需要具备良好的稳定性和抗干扰能力，以应对外部环境变化和干扰信号。
可以采用滤波器、隔离器和抗干扰技术等手段来提高系统的稳定性和抗干扰能力。
5.安全性考虑：在温度控制电路的设计中，需要考虑到安全性因素，例如过温保护、短路保护和电源电压稳定性等，以确保系统的安全运行。
精密温度传感元件原理和应用
LM系列精密温度传感元件原理和应用:
LM135系列温度传感器是一种电压输出型精密集成温度传感器。
它工作类似于齐纳二极管，其反向击穿电压随绝对温度以+10mV/K的比例变化，工作电流为0.4——5mA，动态阻抗仅为1Ω，便于和测量仪表配接。
这种温度传感器具有测量精度高，应用简单等优点。
LMl35系列温度传感器的测温范围很宽，LM135测温范围为-55——+150℃，LM235和LM335测温范围分别为-40 ——+125 ℃和 -40 ——+100 ℃。
其短时使用测温上限可分别扩宽至200℃、150℃和125℃。
图1是它们的两种封装形式和引脚功能图。
图2是LMl35系列的内部电原理图：典型应用电路
1、基本测温电路。
半导体制冷式电子冰箱的高精度温度控制电路
朴充墩失舸热量。同样，；制冷温度过低
时．热敏电阻阻值变太．桥路输出一个相 反的电压驱动制睁器发热。ｍ子琳箱冷藏 室所需温度通过温度设置自路设置（目廿
常的Ｊ：怍状态下．ＨＤ控舳路中超±要作
用的是Ｍ倒自路；积分％瞎在ＰＩＤ＆ｄ自路 中，起着对辅出自琏信号缓慢Ⅷ节、变化 的作用；微分电路对于齄＾电Ｅ突然出现 的较太％冲变化才起作月．｝时通常不起 作用。根据Ｚｉｅｇｌｅｒ
…蓖
ｃ‘，ｎ。日邮‘ｃｅ＊ｍ椭目
８１
能Ⅻｎ。目ｊ星一个半导体制☆器的弗型结
构两片陶瓷片之间夹有许多互相排列■ 成的Ｎ型目Ｐ型半导体瓤袍，自ＮＰ之Ⅻ以 制铝或其他金属§体空！｝帽莲。接∞直
的一端良好接触．此端丽称∞控温面。ｇ
一端作为哉热或＆热面，置于散热片上，
ｔ上惭低１椎时伽持器Ｍ黼温整。
万 方数据
刚即可）。
采用Ｍ较式温度｛空制方法霎现高精度 温度控制在宴验中Ｅ证霉很难协调控温系 统的静态精度和动态稳定性的一致性。为 Ｔ解决韫度控制系统的动态稳定性与静老 精度之间的矛盾，本文采用比例（Ｐ）一积 分（【） 微ｏ（Ｄ）控制嚣来盘现高精攫
ＮｉｃｈａＩ螺验公式洁所计
Ｔ＿２７
算出日驴ＩＤ参数Ｋ间６ｄ
Ｔ。０６８选择
４４风机迸Ｒ噪声拄目措施 对于风冷电冰箱．风机运行的噪声 米澡有两个方面，其一是风扇运转通过风 道系统流动的空气传递到箱体而产生的噪 声；其二是风机安装通过直撑如砥饥橡腔 垫传逮黔穑体的振动而产生的罅声。前者 主型是爵Ⅸ颇的谐渡声，可通过风挎系统 的优化逝计如台理降低％机转遗、加大扇 叶ｄ径、接近风机尉叶正面处设计冷气出
的输出值；Ｖ｛０为控制信号量。
ＰＩ啪制原理如图ｄ新示．Ｐ嘴制＊把
设定值Ｓ５受控系统的受控嚣的寓断Ⅲｙ…
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。
- 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)。
电子线路课程设计报告设计课题：精密温度监测电路
专业班级：
学生姓名：
指导教师：
设计时间：
精密温度监测电路
一、设计任务与要求
1、1供电电源在5~15V之间可选。
2、可精确设定监控温度，偏差范围小于±1℃。
3、当温度达到监控点时，启动声光提示，并输出一个开关量。
4、声光提示电路，声：蜂鸣器（间隔1秒响1次，频率1000Hz），光：LED指
示。
5、开关量高电平有效，即监控的环境温度达到设定监控范围时，输出一个数字
量，高电平有效。
二、方案设计与论证
本次温度报警电路的设计我们用LED和蜂鸣器作为报警电路的电声元件，通过电压的变化来模拟温度的高低，以滑动变阻器模拟温度的变化，假设当温度在10℃至30℃范围内（允许误差±1℃）报警器不发声响，当温度超过这个范围时，即当接收到的输入电压小于2V或者大于3V时，输出高电平以驱动后级的发生报警电路报警器发出声响，与此同时，与之相对应的LED发光，并根据不同音调区分温度的高低，即当温度高与30℃时，报警器发出频率为0.5Hz的声响；电路所需直流电源由5V直流电压提供。
原理图：
根据任务要求，所设计电路分为以下几个模块：电压比较器，LED报警装置和蜂鸣器报警装置。
其中，电压比较器采用集成电路LM393以实现模拟高温低温的不同情况；LED选用不同的颜色区分上下线高低温；用555实现蜂鸣器在不同温度下发出不同频率的响声。
三、单元电路设计与参数计算
3.1 比较器电路的设计
电路由若干电阻和LM393构成，如图1所示。
图1
上限电压U
1=R
4
÷（R
4
+R
3
）×V
CC
=3V
下限电压U
2=R
2
÷（R
1
+R
2
）×V
CC
=2V
3.2 LED报警电路设计
3.2.1 LED报警原理图
报警电路由三极管、发光二极管及继电器组成，如图a所示，比较器的输出电压驱动继电器及发光二极管组成的光电报警电路，继电器的触点开关闭合，电热丝加热，温度升高，触点开关断开。
图a
电路由一个绿色LED灯和一个红色LED,以及一片74LS00构成。
如图2所示，当电压值大于上限电压时，绿色LED灯亮；
当电压值小于下限电压时，红色LED灯亮；
当电压值在上下限之间时，绿色和红色LED灯都不亮。
图2
3.3 高温报警设计
555高温蜂鸣报警器电路由若干电阻、一片555集成电路、两个电容以及一个蜂鸣器构成，如图3所示，RST管接收前面电路信号，如接收为低电平，电路不工作，蜂鸣器不响；如接收为高电平，电路工作，蜂鸣器发出响声。
图3
3.5光声报警器
如图5所示
图5 四、总原理图及元器件清单
1．总原理图：
1．元件清单
五、安装与调试
5.1仿真调试
5.1.1温度较高，电路电压超出上限电压，绿色LED灯亮，同时蜂鸣器发出频率较慢的报警声。
5.1.2温度较为平和，电路电压在上限电压和下限电压之间，红色和绿色LED 灯均不亮，蜂鸣器不发出报警声。
5.1.3温度较低，电路电压在下线电压之下，红色LED灯亮。
5.2面包板调试
5.2.1温度较高，电路电压超出上限电压，绿色LED灯亮，同时蜂鸣器发出频率
较慢的报警声。
5.2.2
温度较为平和，电路电压在上限电压和下限电压之间，红色和绿色LED灯均不
亮，蜂鸣器不发出报警声。
5.2.3温度较低，电路电压在下线电压之下，红色LED灯亮。
六、结论与心得
通过五天的电子线路设计，我学会了如何将书本上学到的知识应用与实践，学会了一些基本的电子线路的设计、仿真和面包板调试，虽然在这个过程中我遇到了很多麻烦，但是在解决这些问题的过程中我也提高了自身的专业素质，这次设计不仅增强了自己在专业方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。
这次电子线路实训，我被分配到的任务是：“精密温度控制电路”，当拿到课题
的时候，我觉得这个课题不是很难。
但在认真考虑的时候，我才发现并非我考
虑的那么简单。
无论一个多么简单的课题他所涉及的知识比较多，比如我这个课题不仅仅包括许多模电器件和数电器件，它还包含我许多之前没有接触或者熟知的器件。
所以我在设计时也在不断的学习，了解每个器件的结构、工作原理及其运用。
经过多次的修改，才确定下来最后的电路方案，然后在多次仿真电路之中，又进行了更加完善的修改，确保万无一失。
第四天开始的任务主要是：将电路在面包板上面连接。
连接面包板是一件非常辛苦的事情，每一个导线都要精确的计算长度，以保证面包板电路的美观，同时连线的时候也需要非常仔细和小心，因为连线的时候稍不小心连错，就会导致电路的短路，断路和器件损毁。
经过一天时间终于连完了面包板电路，但是在测试的时候却无法出现预期的结果。
只能对照仿真电路图排查错误，最后发现是74LS00没有接电压和接地，NE555发生了损坏。
经过这次的实训，我发现实际电路和仿真模拟电路还是有着不小的差距，毕竟仿真是在一个理想的环境下实现的，而实际电路需要考虑到很多干扰因素比如元器件损坏，接线过程中接线不牢出现断路，接错线出现短路等等，都有可能发生。
这就需要我们全神贯注的去完成电路的搭建，同时考虑到各种干扰因素来保证我们搭建的面包板电路能够完美运行。
七、参考文献
[1] 张文荣.模拟电子技术课程教学新探[J]. 河北能源职业技术学院学报.2004,4(3)
[2] 余道衡,徐承和. 电子电路手册[M]. 北京：北京大学出版社，1996。