试，通过对温度控制电路的设计安装和测试与了解温度传感器件的性能，学会在实际电路中应用。进步熟悉集成运算放大器的线性和非线性应用。设计任务设计制作可以测量和控制温度的温度控制器选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择并画出总体电路原理图，阐述基本原理。学习的电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿真实验对设计的电路进行分析。扩展功能在测温的基础上实现实时控制及温度精确显示。安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。设计内容及技术指标整个电路通过温度检测系统对温度信息进行检测提取，送至处理系统，进行与预设温度的比较，然后将比较结果送至电路的控制系统，控制系统对结果做出反应，或加热或停止加热，以此来达到将水温控制的目的。本课设电路中应用温度传感器将温度信息转换为电压信号，在运算放大器组成的电路换算处理后，并与预先设定的温度值相比较，然后将结果转化为高低电平并送至继电器控制部分以达到控制电路的目的。而本实验的重点在于水温的检测，因为它决定了电路是否可以准确的达到自动控制作用。技术指标测量和控制温度范围，控制精度，控制对象双向晶闸管或继电器，晶闸管或继电器触点连接组转换接点市电。设计原理分析本次设计由温度传感器实现对水温的检测，之后采集的信息由运算放大器构成的电压比较器来处理，将决定是应继续加热还是停止加热，指令发出后再由执行部分执行。方案比较与论证方案温度传感器电路温度传感器是单片集成感温电流源，具有良好的互换性和线性性质，能够消除电源波动，输出阻抗高达。器件采用型金属封装。其主要特征如下流过器件的电流变化,等于器件的热力学温度变化即转换当量为。测量温度范围为的电源电压范围为。电源电压可范围变化，可承受正向电压和的反相电压，器件反接也不会被损坏。精度高，共有五档，其中档精度最高，在范围内，非线性误差为。为电流型结集成温度传感器，其输出电流正比于热力学温度。温度时输出电流为，温度每变化，输出电流变化。由于生产是经过精密校正，的接口电路十分简单，不需要外围温度补偿和线性处理电路，便于安装和调试。其他电路温度电压变换电路如则变换电路因为的温控电流值是对应热力学的温度,而温控中需要采用摄氏温度由运算放大器组成的加法器可实现这转换，其表达式满足以下关系元件参数的确定和的选取的指导思想是即时，。放大器设计个反相放大器，进行参数调整，使其输出满足。用数字电压表可实现温度显示。温度比较电路温度比较电路由电压比较器组成，为控制温度的设定电压对应控制温度的，用于改善比较器的迟滞特性，决定控制温度的精度。继电器驱动电路当被测温度超过设定温度时，继电器动作，使触发器断开，停止加热反之被测温度低于设置温度时，继电器闭合，进行加热。型晶体管作为开关管用来驱动继电器线圈是否得电，从而控制加热装置达到控制温的目的。二极管的作用是继电器线圈断电瞬间，提供能量释放回路，防止击穿驱动晶体管。运算放大器系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有些显著优点。该四放大器可以工作在低到伏或者高到伏的电源下，静态电流为的静态电流的五分之。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每组运算放大器可用图所示的符号来表示，它有个引出脚，其中为两个信号输入端，为正负电源端，为输出端。两个信号输入端中，为反相输入端，表示运放输出端的信号与该输入端的位相反为同相输入端，表示运放输出端的信号与该输入端的相位相同。继电器继电器是种电子控制器件，它具有控制系统又称输入回路和被控制系统又称输出回路，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的种自动开关。故在电路中起着自动调节安全保护转换电路等作用。电磁式继电器般由铁芯线圈衔铁触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上定的电压，线圈中就会流过定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点常闭触点吸合。这样吸合释放，从而达到了在电路中的导通切断的目的。对于继电器的常开常闭触点，可以这样来区分继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为常开触点处于接通状态的静触点称为常闭触点。在此次试验中所选用的的继电器为继电器，有个管脚，最大交流耐压值为，最大直流耐压值为。本实验中所加直流电源为，所加片等组成的。只要在线圈两端加上定的电压，线圈中就会流过定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点常闭触点吸合。这样吸合释放，从而达到了在电路中的导通切断的目的。对于继电器的常开常闭触点，可以这样来区分继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为常开触点处于接通状态的静触点称为常闭触点。在此次试验中所选用的的继电器为继电器，有个管脚，最大交流耐压值为，最大直流耐压值为。本实验中所加直流电源为，所加交流电源为，故此继电器完全符合要求。方案二采用温度传感器是由国半公司所生产的温度传感器，其输出电压与摄氏温标呈线性关系，转换公式如式，时输出为，每升高，输出电压增加。有多种不同封装型式。在常温下，不需要额外的校准处理即可达到的准确率综合分析考虑到本次设计说要求的温度范围宽，而且要与水直接接触，抗腐蚀要求强，及温度的精度要求，综上，选择方案来完成本学期模拟电子基础课程设计。电路的总体设计电源电路个完整的系统往往有自己的电源，故在水温控制系统中加入了电源。本系统的控制电路均为伏，但加热装置为交流供电，因此电源分为直流部分和交流部分。温度控制转换主模块温度测量与控制原理框图如图下所示。本电路有温度传感器，变换控制温度设置数字电压表显示和放大器等部件组成。温度传感器的作用是把温度信号转换成电流信号或电压信号，变换将热力学温度转换成摄氏温度。信号经放大器放大和刻度定标后由数字电压表直接显示温度值，并同时送入比较器与预先设定的固定温度值进行比较，由比较器输出电平的高低变化来控制执行机构如继电器工作，实现温度的自动控制。被控对象温度传感器变换放大器比较器控制温度设置执行机构数字电压表信号采集模块采用与电阻串联，再接个电压跟随器，电压信号从运放的处出端输出，电路如下转换模块由于输出电流值是对应的绝对温度，而在控制系统中需要采用摄氏温度，因而采用以运算放大器构成加法器，将绝对温度输出转换为摄氏温度的输出。其中元件参数的设置以及的设定应该满足在摄氏度即时的输出。综上，得到如下的变换部分，取，其余电阻参数如下图所示，得到系统的第二级输出电压满足电路图如下比例放大模块该部分由反比例放大其构成，目的是将输出电压与控制温度相互关系清晰的表现出来,第三极输出为该部分电路图如下比较器模块该部分由电压比较器组成，电路结构如图所示该部分功能是达成设置控制电压的目的，为控制温度所对应的电压，通过该部控制电压来改变控制温度的设定。图中比较器的迟滞电阻的作用是改善比较器的迟滞特性，决定控制温度的精度。当低于时该比较器的输出电压为正值反之输出为负值。电路如下继电器模块继电器是本次课设电路能否实现自动控制加热装置的关键所在。电路利用型三极管将电压比较器输出的微弱电流放大后送至继电器，电流通过继电器线圈控制衔铁与触点接触来实现加热回路的通断。继电器驱动电路当被测温度超过设定温度时，继电器动作，使触点断开停止加热，反之被测温度低于设定温度时，继电器触点闭合，进行加热。温度显示模块采用三位半数字电压表显示，主芯片用模数转换芯片，此芯片直接输出码数字信号，在经实现码转段选码，最后在位体数码管上显示电压值硬件安装与调试根据电路原理图准备好所需要的元器件对每个单元电路进行试验，检测所用集成器件以及是否能够正常工作对线路进行布局，使得电路连接简化清晰，然后面包板上连接电路。该温控装置电路的连接应该逐步完成，每完成部分的连接后，要对参数进行测设，再与理论值进行比较，若正确在进行下步的电路连接若电路参数不正确，则需检查电路，直至电路正确为止。调通后再逐步扩展到整体电路。只有整体电路调试通过后，进行性能指标测试。注意事项在焊接时，我根据电路图对实物进行了模块分割，逐级焊接，这大大减少了我的焊接工作量，每焊接级便用万用表测试下此级中有无损坏的元件或是连线。安装时注意不要将太多锡丝弄到电路板上，以免出现短路的情况，避免虚焊，尽量次到位，以免电路板上的镀铜脱落影响后面的焊接工作。尽量用给出的电阻引脚的铁丝不要刻意去找外面的导线焊，且布线时尽量让线横竖有定的布局，保持电路板的整体美观。将多出的线定整理干净，以免造成短路，发生危险。电路主要参数设计与测定理论计算实际摄氏温度实际摄氏温度实际摄氏温度测试时空气温度摄氏度随着通过对的加热时记录不同值如下表所示。发光二极管亮灭亮灭灭灭灭亮亮存在问题与解决方案存在问题在反比例放大器的电路中，由于电阻误差的存在以及外界干扰的存在，使得其放大倍数不能够准确到倍。解决方法反比例放大器中的电阻用电位器来替代定值电阻，当出现放大倍数偏差时，可以调解电位器的阻值，从而将误差降低，达到实验要求。存在问题比较器温控精度不够好，使得温控不灵敏。解决方法用电位器替代定值电阻，调节电位器，从而改变该比较器的上下门限电压的值，以达到提高温控精度的作用。存在问题在简易温控系统的实验设计中，出现的主要问题是加法器的电压设置以及比较电压的设置问题。实验提供的直流电压源只能提供以及正负的直流电压。解决方法为了得到以及需要的，则需要采用电位器串联的方式来达到分压得作用，从而得到个比较准确的以及可调的参考电压，以达到控制温度的作用。课程设计心得体会在本次课程设计中，我感触很多，平常模电学习时只是空洞的书本理论，缺乏实际操作，往往让人产生厌倦。而课程设计正是跳出纯粹的理论知识在实践中检验我们各项学习和动手能力，第天的选题就给了我