温度测量与控制电路

简介：
《温度测量与控制电路》一书深入浅出地介绍了温度传感器的工作原理及其在各种电路中的应用，涵盖模拟和数字温度控制系统的设计方法。 温度的测量与控制电路课程设计旨在开发一套能够精确测量和实时控制70°C范围内温度的系统，并达到±1°C的控温精度。 ### 温度的测量与控制电路知识点解析 #### 一、设计任务与要求： 本设计的具体技术需求包括： 1. **测温和控温范围**：从室温到70℃之间进行实时监控。 2. **控温精度**：±1°C。 3. **温度显示方式**：使用数字电压表以每摄氏度对应0.1V的比例来显示实际的温度值。 4. **扩展要求**： - 使用3½位LED LCD显示器结合AD转换器展示保温箱的实际温度； - 利用单片机最小系统进行保温箱内温度的实时监控与控制。 #### 二、设计原理详解 本部分详细介绍该电路的设计理论，涵盖从选择合适的传感器到实现精确温控的关键步骤： ##### （1）温度传感器： - **推荐使用**：AD590作为理想的温度测量元件。 - **特性说明**：它是一款高精度的电流源型温度传感器，适用于宽广的工作环境（-55℃至+150℃），具有良好的线性度和互换性能。其输出与绝对温标(K)成正比。 ##### （2）K-C转换及放大电路： - **目标**：将AD590的输出从开尔文温度单位转为更常用的摄氏度。 - **实施方法**：通过运算放大器构成加法或减法电路进行换算，本设计采用后者实现上述功能。 ##### （3）比较器 - **作用**：用于检测实际测量值与预设目标之间的差异，并据此调节加热元件的工作状态以维持恒定的温度。 - **类型选择**：使用迟滞电压比较器来减少由于轻微温差导致继电器频繁动作的问题，从而保护其触点。 ##### （4）继电器驱动电路 - **操作机制**：当检测到高于或低于设定值时，通过控制加热元件的工作状态（开启/关闭），实现温度调节。 - **构成部分**：包括比较器输出信号的处理以及三极管对继电器的动作进行驱动等环节。 #### 三、实验设备与器材 为了完成该设计任务需要准备以下试验仪器和材料： 1. **电子实验箱** 2. **数字多用表** 3. **稳压电源** 4. 关键元件：AD590集成温度传感器、µA741运算放大器等。 #### 四、实验内容及要求 - 设计原理电路并分析其工作机理； - 根据设计组装和调试电路，确保功能正常运行； - 测试系统的主要性能指标如控温精度与响应速度； - 编写详细的试验报告总结发现的问题及其解决方案，并对结果进行深入的讨论。 通过以上详尽的内容解析及实施步骤说明，希望读者能够全面理解温度测量控制电路的设计原理和技术关键点。