电冰箱温控系统(DOC)
实验六 电冰箱控制系统
实验六电冰箱控制系统一、实验目的熟悉电冰箱的控制系统，能进行简单维护维修。
二、实验原理（一）控制电路中常用的元器件电冰箱电气控制系统的主要作用，是根据使用要求，自动控制电冰箱的起动、运行和停止，调节制冷剂的流量，并对电冰箱及其电气设备实行自动保护，以防止发生事故。
电冰箱的控制电路是根据电冰箱的性能指标来确定。
但其电气控制系统还是大同小异的，一般由动力、起动和保护装置、温度控制装置、化霜控制装置、加热与防冻装置，以及箱内风扇、照明等部分组成。
常用压力式温度控制器见下图。
1. 温度控制器：温度控制器简称温控器，是电冰箱、房间空调器等制冷设备调温、控温的装置。
它的主要作用是：（1）通过调节温度控制器旋钮，可以改变所需要的控制温度。
（2）可根据电冰箱内或空调房间内的温度要求，对制冷压缩机进行开、停的自动控制，使电冰箱内或房间内的温度保持在控制范围内。
温度控制器的种类很多，常用的温感压力式温度控制器。
温感压力式温度控制器主要用于人工化霜的普通“直冷式”单、双门电冰箱，或用于全自动化霜的“间冷式”双门电冰箱对冷冻室的温度进行控制。
温度控制器主要由感温元件、毛细管、感压腔和一组微动开关等机构组成。
感温元件也叫温压转换部件，是一个密闭的腔体，由感温管感温剂和感压腔三部分组成。
感压腔内充入的感温剂一般是氯甲烷或是R12。
它的作用是将蒸发器表面的温度变化转换为压力变化，从而引起快跳触点的动作。
2. 起动继电器：（1）重锤式起动继电器：重锤式起动继电器的结构主要包括电流线圈、重力衔铁、弹簧、动触点、T形架、绝缘壳体等；（2） PTC起动继电器：PTC是正温度系数的热敏电源电阻英文的缩写。
PTC起动继电器的工作原理：电冰箱在室温下起动时,PTC元件的电阻很小（约20Ω），而在较短的时间（0.1~0.2s）内通过基本恒定的电流，呈导通状态，之后随着其元件本身的发热温度升高，其阻值迅速增大，此时，PTC处于“断开”状态。
3. 过载保护器：过电流和过热保护器称为过载保护器，是压缩机电动机的安全保护装置。
冰箱温控工作原理
冰箱温控工作原理
冰箱温控工作原理是通过内部的温度传感器监测冷藏室和冷冻室的温度变化。
当温度超过设定的阈值时，温控器会发送信号给压缩机，启动制冷循环来降低温度。
反之，当温度低于设定阈值时，温控器会停止发送信号，使压缩机停止工作，从而维持恒温状态。
在冷藏室和冷冻室中，温度传感器通常位于近风道的位置，以便更准确地感知空气温度。
当冰箱门被打开时，温度传感器会立即检测到温度的变化，并将此信息传送给温控器。
温控器是冰箱温度控制的核心部件。
它根据接收到的温度信号进行处理，并与压缩机和其他控制部件进行通信。
温控器通常设有一个旋钮，用户可以根据自己的需求将其设定为所需的温度。
当温度超过设定的阈值时，温控器会发出一个信号给压缩机。
压缩机开始工作，它通过液体制冷剂的压缩来提高其温度和压力。
然后，高温高压的制冷剂流向蒸发器，通过传热的方式将其内部的热量释放出来。
在这个过程中，制冷剂的温度降低，吸收冷空气，从而使冷藏室和冷冻室的温度下降。
一旦温度达到设定的阈值，温控器将停止向压缩机发送信号，压缩机停止工作。
这样，制冷循环就被中断，从而保持冰箱内部的温度在设定的范围之内。
此外，冰箱还配备了一些其他的控制部件，如冷凝器、扇风机
和电子控制板，它们协同工作，以确保冰箱的温度控制和运行状态的正常工作。
总之，冰箱的温控工作原理是通过温度传感器检测空气温度变化，并由温控器发送信号给压缩机来调节制冷循环，从而控制冰箱内部的温度在设定的范围内保持稳定。
冰箱温控器测试工作原理
冰箱温控器测试工作原理一、冰箱分类目前我公司生产的直冷冰箱系统主要有机械控温与电脑控温两种控制方式，其中机械冰箱采用通常置于灯罩内的温控器控制冷藏室与冷冻室温度，电脑冰箱则通过分别置于各个独立温区的温度传感器控制各个温区的温度。
二、制冷系统1.机械冰箱双门机械冰箱绝大多数为单系统冰箱，即冷藏室蒸发器与冷冻室蒸发器串联接入制冷管路中，两个间室同时制冷或停止工作。
其系统原理图如下：（代表机型：BCD-192CM/BCD-247CM 等）先进冷冻（代表机型：BCD-208H/BCD-188DR/BCD-199DM 等，冰箱有软冷冻室）先进冷冻三门机械冰箱为机械双变温系统，通过开关控制电磁阀的通断来切换中门不同的蒸发器，以改变中门的温度。
其系统原理图如下：2.电脑冰箱双温区电脑冰箱，采用电磁阀连接两根毛细管。
两个温区可以单独控制温度，且其中一个温区可以单独关闭。
其系统原理图如下：（代表机型：BCD-196H/BCD-192EM/BCD-202EM/BCD-195E）三温区冰箱电脑冰箱,采用电磁阀连接三根毛细管。
三个温区可以单独控制温度，其中两个温区可单独关闭。
其系统原理图如下：（代表机型：BCD-188ER/BCD-198ER）三、电气系统因各个型号冰箱接线方式不尽相同，电冰箱的电气及控制系统请详见各个型号冰箱的说明书或参数标牌。
四、冰箱系统检查1.制冷系统检查步骤：(1)通电30 分钟判断是否制冷。
(2)将电冰箱温控系统置于正常档位，通电120 分钟检查制冷温度。
冷藏室平均温度在O—10℃之间；冷冻室最高温度在-18℃以下。
开停机情况：在冰箱持续通电2 小时后，夏天开停比为3：1—1：1，冬天为1：3 一1：5。
当环境室温为18℃时，冰箱运行约15 分钟，停机约45 分钟左右。
当室温为35℃时，冰箱运行约为45 分钟，停机15 分钟左右才能满足冰箱制冷需要。
(3)氮气保压检漏(不得以其它气体替代)。
漏是指制冷系统制冷剂微漏或全部泄漏。
冰箱温控原理
冰箱温控原理冰箱是我们日常生活中常用的家电之一，它能够保持食物的新鲜和冷藏。
而冰箱的温控原理则是其能够稳定地保持一定的温度，让食物得以长时间保存。
那么，冰箱的温控原理是怎样的呢？首先，冰箱的温控原理是基于制冷循环系统的。
冰箱内部的制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
当冰箱内部温度升高时，温度传感器会检测到并发送信号给控制系统，控制系统再启动压缩机。
压缩机启动后，会将制冷剂压缩成高温高压气体，然后送入冷凝器。
在冷凝器中，高温高压气体的制冷剂会散发热量，冷却成高压液体。
接着，高压液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器。
在蒸发器中，高压液体制冷剂会迅速蒸发成低温低压气体，吸收冰箱内部的热量，从而降低冰箱内部的温度。
这样循环往复，就能够保持冰箱内部的温度稳定。
其次，冰箱的温控原理还涉及到温度传感器和控制系统的作用。
温度传感器能够实时监测冰箱内部的温度变化，并将监测到的数据发送给控制系统。
控制系统根据接收到的数据，决定是否启动压缩机，以及调节蒸发器的制冷量，从而实现对冰箱内部温度的精确控制。
此外，冰箱内部的空气循环也是保持温度稳定的重要因素。
冰箱内部通常会设置风道和风扇，通过空气对流的方式，将冷藏室和冷冻室的冷空气均匀地循环到每个角落，确保整个冰箱内部的温度均匀一致。
综上所述，冰箱的温控原理是基于制冷循环系统、温度传感器和控制系统的协同作用。
通过不断循环的制冷剂、精确的温度监测和控制，以及均匀的空气循环，冰箱能够稳定地保持一定的温度，从而保持食物的新鲜和冷藏效果。
希望通过本文的介绍，能够让大家对冰箱的温控原理有更深入的了解。
冰箱温控原理
冰箱温控原理
冰箱是我们日常生活中常见的家电之一，而冰箱的温控原理则是其正常运行的
关键。
冰箱的温控原理主要包括温度感应、制冷循环和控制系统三个方面。
首先，温度感应是冰箱温控原理的基础。
冰箱内部通常安装有温度传感器，当
冰箱内部温度超出设定范围时，传感器就会感知到温度变化，并将信号传送给控制系统。
这一过程保证了冰箱内部温度能够被及时感知和监控。
其次，制冷循环是冰箱温控原理的关键环节。
冰箱内部的制冷循环系统包括压
缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等组件。
当温度传感器检测到冰箱内部温度升高时，控制系统就会启动压缩机，将制冷剂压缩成高温高压气体，然后通过冷凝器散热降温，再经过膨胀阀放大成低温低压的制冷剂，最后进入蒸发器吸收热量，使冰箱内部温度降低。
当温度传感器检测到冰箱内部温度达到设定值时，控制系统则会停止压缩机的运行，从而实现温度的自动调节。
最后，控制系统是冰箱温控原理的智能化体现。
控制系统通常由微处理器、显
示屏和操作按钮组成，用户可以通过操作按钮设定所需的温度值。
当温度传感器检测到冰箱内部温度超出设定范围时，微处理器就会根据预设的程序指令，自动调节压缩机的运行，实现温度的精准控制。
综上所述，冰箱的温控原理主要包括温度感应、制冷循环和控制系统三个方面。
通过温度传感器的感知、制冷循环系统的运行和控制系统的调节，冰箱能够实现内部温度的自动调节，保持食物的新鲜和安全。
这一温控原理的运行机制，为我们提供了便利的生活条件，也体现了现代家电技术的智能化和高效性。
电子课件-《小型制冷设备原理与维修(第三版)》-A02-3780 第三章 家用电冰箱的电控系统
变频冰箱电路原理示意图
1）温差复位型温控器。 2）定温复位型温控器控制压缩机开机时，箱温为固定值。
9 第三章 家用电冰箱的电控系统
2. 温控器的工作原理 (1)普通型压力式温控器
普通型压力式温控器的工作原理
10 第三章 家用电冰箱的电控系统
(2)半自动化霜型温度控制器
自动控温状态
半自动化霜状态
11 第三章 家用电冰箱的电控系统
双稳态电磁阀
17 第三章 家用电冰箱的电控系统
§3—2
家用电冰箱电控系统的控制电路分析
学目 习标
了解家用电冰箱典型电控电路的原理分析。
一、直冷式电冰箱典型控制电路
典型直冷式电冰箱的控制电路由温控器、启动继电器、热保护器、内部照明灯、门开关、温度 补偿开关等组成。
18 第三章 家用电冰箱的电控系统
化断器
化霜超热保护熔断器
15 第三章 家用电冰箱的电控系统
4. 化霜温控器
化霜温控器
16 第三章 家用电冰箱的电控系统
六、电磁阀
电冰箱多温区控制一般用电磁阀进行控制,有单稳态和双稳态两种。单稳态电磁阀体积，和耗电量较大,而双 稳态电磁阀体积较小,无电路板,切换驱动信号采用的是脉冲信号。
双金属碟形过载保护器结构
8 第三章 家用电冰箱的电控系统
四、温度控制器
1.电冰箱温控器的分类 （1）按工作原理类分 1）压力式温控器又称感温囊式温控器，其感温元件是感温管(毛细管)。 2）电子式温控器分为两种：利用热敏电阻作为感温元件的称热敏电阻式温控器，利用二极管的PN结作为感温 元件的称为半导体温控器。 （2）按温控器的感温方式分类 1）感应蒸发器表面温度，即感温管紧贴在蒸发器表面，控制蒸发器表面温度，也就间接地控制了箱温。定温 复位型温控器就是采用这种感温方式。 2）直接感应箱内空气温度，即感温管安装在箱内适当的空间位置。 （3）按温度控制方式分类
实验室冰箱温控系统监测内容sop
实验室冰箱温控系统监测内容sop实验室冰箱温控系统监测内容SOP1. 目的该SOP旨在确保实验室冰箱温控系统正常稳定运行，以确保实验室样品的质量和安全。
2. 作用范围适用于所有实验室冰箱，无论其大小和型号。
3. 原料和设备- 温度计/温度测量设备- 笔录表格或记录本- 温度标准或校准设备4. 过程4.1. 温度监测4.1.1. 保持实验室冰箱内所有样品密闭和正确存放。
4.1.2. 定期（每日）检查实验室冰箱的温度，并记录下来。
温度记录可以使用笔录表格或记录本进行。
4.1.3. 温度记录应包括日期、时间和温度读数。
4.1.4. 温度应在设定的范围内（根据实验室要求和样品要求）稳定。
4.1.5. 如果温度超出设定的范围，则立即采取措施调整温度，同时记录下调整步骤。
4.2. 定期校准4.2.1. 至少每年对实验室冰箱的温度计进行校准。
4.2.2. 使用温度标准或校准设备校准温度计。
4.2.3. 记录下校准日期、结果和校准人员信息。
5. 数据记录和文件管理5.1. 温度监测记录应妥善保存并保留一定期限（根据实验室要求）。
5.2. 温度监测记录应包括温度读数、日期、时间和校准结果（如果适用）。
5.3. 温度监测记录应存档在指定的文件夹或系统中，以便未来查阅。
5.4. 温度监测记录应及时更新，并有责任人负责确保记录的完整性和准确性。
6. 监测系统维护6.1. 定期（如每季度）进行实验室冰箱温控系统的维护和保养。
6.2. 包括清洁冰箱内部、检查和更换损坏的零部件、保证温度计准确等。
6.3. 维护和保养记录应妥善保存并及时更新。
7. 监测结果分析和整改措施7.1. 定期（如每月）分析温度监测记录，以评估温控系统的稳定性和准确性。
7.2. 如果发现温度异常或偏离设定范围的情况，应立即采取整改措施，如调整温度、修理或更换冷藏设备等。
7.3. 整改措施应及时记录，并确保其有效性和可持续性。
8. 相关安全措施和注意事项8.1. 在检查和调整温度时，确保操作人员的安全。
冰箱电孑温控器原理
冰箱电孑温控器原理
冰箱电子温控器是一种用于控制冰箱内部温度的设备，其原理是通过感知冰箱内部温度并与设定的温度进行比较，从而控制冰箱制冷系统的工作。
冰箱电子温控器通常使用一个温度传感器来感知冰箱内部的温度。
传感器会定期采集冰箱内的温度数据，并将其转换为相应的电信号。
这个电信号随后被传输到温控器的微处理器中。
微处理器是冰箱电子温控器的核心部件。
它具有进行算法计算和决策的能力。
一旦微处理器接收到传感器发送的温度信号，它会将这个信号与预先设定的目标温度进行比较。
如果实际温度超过或低于目标温度，微处理器就会触发相应的反馈信号。
根据微处理器的反馈信号，冰箱电子温控器会采取适当的控制措施来维持冰箱内部的温度。
例如，如果实际温度高于设定的目标温度，温控器会启动制冷系统，使其工作以降低温度。
反之，如果实际温度低于设定的目标温度，温控器会关闭制冷系统，从而防止过冷。
除了控制制冷系统的工作外，冰箱电子温控器还通常具备其他功能，例如温度显示、调节和预警功能。
这些功能可以使用户更加方便地控制和监测冰箱的温度。
总之，冰箱电子温控器的原理是通过感知冰箱内部温度并与设定的目标温度进行比较，从而控制冰箱制冷系统的工作，以维持冰箱内部的温度在设定范围内。
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电冰箱温控系统
设计要求: A 、单片机控制。
B 、制冷控制电路、温度监测及恒温控制。
1、设计方案
本系统以AT89S51单片机为核心，来实现各个模块的功能。
温度传感器模块、键盘输入模块作为系统的输入模块，液晶显示模块、温度控制器模块、报警模块作为系统的输出模块，构成基本电路，原理框图如图1所示。
温度传感器从设备环境采集温度，单片机AT89S51获取采集的温度值，经处理得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。
当采集的温度经处理后超过设定温度上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器)，当采集的温度经处理后低于设定温度下限时，单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器)。
AT89S51 键盘电路 DS18B20 温度芯片数据传输 继电器1 压缩制冷
继电器2
加热器 MAX232电平转换芯片 报警电
PC 机
输入电源 复位电路 LED 数据显时钟电
2.测温模块的选择方案
DS18B20是一种单端通信的数字式温度传感器，操作简单。
我们把单片机的一条I/O分配给温度传感器，即可完成温度采集。
本系统在温度采集中使用的DS18B20测温原理图如图2-1所示：图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号，送给减法计数器1；高温度系数晶振振荡频率随着温度变化，变化明显，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。
图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量，计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定。
每次测量前，首先将-55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中。
图2-1 DS18B20测温原理图
DS18B20的内部有一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL。
当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第1和第2个字节。
单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。
第3和第4字节是TH 和TL的拷贝，是易失性的，每次上电复位时被刷新，第5字节为配置寄存器，它主要用来确定温度值的数字转换分辨率。
6、7、8字节保留未用，为全逻辑1，第9字节是冗余检验字节。
DS18B20的温度采集过程：如图3-2所示。
图2-2 DS18B20温度采集过程DS18B20 的常用连接电路图如图2-3所示。
图2-3 DS18B20连接电路
3.各单元的设计
3.1单片机时钟电路及复位电路
（1）时钟电路
时钟电路对于单片机系统而言是必须的，因为单片机内部是由各种各样的数字逻辑器件构成，而这些器件又必须按时间顺序完成。
所以在管脚的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和俩个谐振电容，电容采用2个30u电容，采用12M 的石英晶体。
这样就可以构成单片机的基本时钟电路，时钟频率为12M。
电路图如图3-1所示：
图3-1 单片机时钟电路
（2）复位电路
复位电路是对单片机进行初始化操作，使单片机处于一个确定的初始状态。
而要AT89S51复位得在RESET引脚上加5V的高电平信号就可以了。
复位电路参数为30U的电解电容和10kΩ的电阻。
如图3-2为单片机的复位电路。
图3-2复位电路
（3）单片机最小系统
根据AT89S51的引脚定义，单片机、时钟电路、复位电路构成了单片机最小系统，如图3-3所示：
图3-3 单片机的最小系统
3.2 键盘
单片机应用系统中除了复位按键有专门的复位电路,以及专一的复位功能外,其它的按键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。
键开关状态的可靠输入：为了去抖动我采用软件方法，它是在检测到有键按下时，执行一个10ms的延时程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态，从而消除了抖动影响在这种行列式矩阵键盘非编码键盘的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。
当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。
对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的线反转法。
3.3温度控制及超温和超温警报单元
当采集的温度经处理后超过规定温度上限时，单片机通过P1.4 输出控制信号驱动三极管D1 ，使继电器K1 开启降温设备( 压缩制冷设备) ：当采集的温度经处理后低于设定温度下限时，单片机通过P1.5 输出控制信号驱动三极管D2 ，使继电器K2 开启升温设备( 加热器1) 。
当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。
具体电路连接如图3-4 所示。
图3-4具体电路连接图
3.4数码管的显示电路
(1)LED显示器
七段LED数码显示器是由a、b、c、d、e、f、g、h这8段发光二极管组成的“8”字型显示器件。
根据内部发光二极管的连接形式不同，LED有共阴极和
共阳极两种。
所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极LED；阴极连在一起称共阴极LED。
LED的结构及连接图如图3-5所示
图3-5 LED结构及连接图
（2）LED的接口电路
LED数码显示接口电路分静态显示和动态显示两种。
所谓静态显示，就是每个显示器都要占用独立的具有锁存功能的I/O接口，显示的字型码送到接口电路。
在字位数较多时，电路比较复杂，需要的接口芯片较多，成本也较高。
因此在实际应用中常常应用动态显示器接口电路如图4-9
所示。
它是把所有显示器的同名字段互相连接在一起，并把它们连到字形口上。
每个数码管的公共端受单片机的I/O口控制。
CPU送出字段码，只有公共端符合条件的数码管才显示。
根据这个原理，采用分时导通的办法，利用人眼的滞留性，达到动态扫描的目的。
图3-6 数码管的显示电路
4.5蜂鸣器电路
本次设计采用蜂鸣器电路如图3-7所示作为报警装置。
图3-7 蜂鸣器电路
4.6接口通讯单元
接口通讯产品是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。
由于电脑串口rs232电平是-10v +10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0 +5v,max232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。
该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平。
每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F 电平。
图3-8 通讯接口连线图
51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。
进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。
在本设计中采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。
这是最简单的连接方法，但是对我来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接，串口通讯具体如图4-5。
参考文献
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[5]王福瑞.单片微机测控系统设计大全.北京航天航空大学出版社.2000:65-68
附件一总体电路设计。