【正文】 AbstractTemperature is an and people39。s daily life.The topic39。溫度控制技術(shù)是一種比較重要的工業(yè)技術(shù)，不僅應(yīng)用在化工、醫(yī)療、航空、航天等高科技領(lǐng)域，還應(yīng)用在人們的日常生活中。為了保障設(shè)備的可靠運行，需要人們專門設(shè)計一個具有超溫報警功能溫控器，當(dāng)設(shè)備的溫度超過某一限制時發(fā)出報警聲。CKW1100Z型號：CKW1100Z輸入：熱電偶（Thermocouple）：K、S、Wr、E、J、T、B、N 熱電阻（.）：Pt100、Cu50 三線制 標(biāo)準(zhǔn)信號：電壓（mV，V）或電流（mA）。專家PID自整定，可進行30段曲線編程報警動作：0：無報警1：上限（或下限）報警2：上限+下限報警3：正偏差（或負(fù)偏差報警）4：正偏差+負(fù)偏差報警5：上限+下限+正負(fù)偏差報警繼電器觸點容量：220 VAC/3A 或 24VDC/4A 主輸出：SSR 驅(qū)動電壓輸入：熱電偶（Thermocouple）、熱電阻（.）、標(biāo)準(zhǔn)信號測量精度：（177。CKW2100C輸入：熱電偶（Thermocouple）：K、S、Wr、E、J、T、B、N 熱電阻（.）：Pt100、Cu50 三線制 標(biāo)準(zhǔn)信號：電壓（mV，V）或電流（mA）。變周期過零調(diào)功型工作電流（每相）：20A、30A電源電壓/頻率：AC220V / 50Hz輸出功率：4KW、6KW過流短路保護：保險絲環(huán)境溫度：050℃環(huán)境濕度：3585%RH材料（顏色）：鋼、鋁（面板：銀白色，箱體：深灰色）結(jié)構(gòu)：小型豎式機箱其它：配備電流顯示表及輸出功率限幅旋鈕（溫度調(diào)節(jié)儀標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格）型號：XMT320B（標(biāo)準(zhǔn)配置）XMT420B（可選配置）控制方式：專家PID自整定，比值控制%FS +1digit）CKW2200P型號：CKW2200P 相數(shù)：單相觸發(fā)方式：調(diào)壓型專家PID自整定，可進行30段曲線編程報警動作：0：無報警1：上限（或下限）報警2：上限+下限報警3：正偏差（或負(fù)偏差報警）4：正偏差+負(fù)偏差報警5：上限+下限+正負(fù)偏差報警繼電器觸點容量：220 VAC/3A 或 24VDC/4A 主輸出：DC 420mA輸入：熱電偶（Thermocouple）、熱電阻（.）、標(biāo)準(zhǔn)信號測量精度：（177。CKW3100C輸入：熱電偶（Thermocouple）：K、S、Wr、E、J、T、B、N 熱電阻（.）：Pt100、Cu50 三線制 標(biāo)準(zhǔn)信號：電壓（mV，V）或電流（mA）。變周期過零調(diào)功型工作電流（每相）：30A、40A、50A電源電壓/頻率：AC220V / 50Hz輸出功率：6KW、8KW、10KW過流短路保護：保險絲環(huán)境溫度：050℃環(huán)境濕度：3585%RH材料（顏色）：鋼（面板：乳白色，箱體：淺灰色）結(jié)構(gòu)：標(biāo)準(zhǔn)臺式機相其它：配備電流電壓顯示表、自動手動切換開關(guān)、手動控制及輸出功率限幅旋鈕（溫度調(diào)節(jié)儀標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格）型號：XMT320B（標(biāo)準(zhǔn)配置）XMT420B（可選配置）控制方式：專家PID自整定，比值控制%FS +1digit）該課題設(shè)計是一個具有多項功能的溫度監(jiān)控電路，它可以監(jiān)測溫度并用數(shù)碼顯示。此設(shè)計由溫度——電壓變換器、電壓——頻率變換器、頻率計以及電風(fēng)扇控制器和報警控制電路組成。自確定題目以來，我就不斷地查閱相關(guān)的資料和文獻，逐步的設(shè)計出了總體的結(jié)構(gòu)框圖和實現(xiàn)。數(shù)碼顯示頻率計數(shù)電壓—頻率 變換溫度—電壓 變換風(fēng)扇啟動報警控制秒信號控制這個結(jié)構(gòu)框圖也是我下面逐步展開闡述的總體框圖，因為對系統(tǒng)性能的分析，決定該框圖完全符合設(shè)計要求。本次設(shè)計主要是最終實現(xiàn)PCB原理圖的繪制和相關(guān)的模擬功能的測試，分析。當(dāng)溫度超過40℃時，自動啟動降溫排風(fēng)扇，如果溫度繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到80℃時，它會發(fā)出報警聲以提醒使用者采取進一步措施。如圖21所示，此電路是由以下五部分組成的。該溫度—電壓變換器能將溫度的變化轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化。而電壓—頻率變化器可將輸入的直流電壓，轉(zhuǎn)化為與之相對應(yīng)的脈沖電壓的頻率，而且也具有良好的線性和精度。因此該儀器實際上是一臺具有特殊用途的頻率計，用測量頻率的方法來測量溫度。0～1V的電壓量又經(jīng)IC1的壓－頻轉(zhuǎn)換成0～100Hz的頻率量送給后續(xù)的2位十進制計數(shù)電路IC4。Q和這兩個端子在2秒的周期內(nèi)交替輸出各1秒的高電平，這使得計數(shù)器也是以2秒為一個循環(huán)工作的，其中=EN=1，在完整的1秒內(nèi)進行計數(shù)并同時顯示不斷更新的數(shù)據(jù)，這個1秒結(jié)束，=EN=0，計數(shù)結(jié)束，跳變的數(shù)據(jù)停止跳變，保留為1秒終了時的最終值。C9和D構(gòu)成的“單向延時積分環(huán)節(jié)”（取τ=R8C9≈0．8秒）的存在。讀完數(shù)據(jù)，R升為高電平，計數(shù)器IC4被清零。這一過程的時序表達(dá)見圖3，這是整個電路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它以最簡潔的方式實現(xiàn)了一般頻率計上必備的計數(shù)閘門控制、封鎖雙穩(wěn)、顯示單穩(wěn)、復(fù)原單穩(wěn)和輔助單穩(wěn)的功能。因此，我們采用鐘表內(nèi)的32768Hz的晶振，經(jīng)過IC2的14級2分頻，然后再經(jīng)過IC3的2級2分頻，總計216分頻，、周期為2秒的矩形波。當(dāng)然，因電路進行了數(shù)字化處理，對應(yīng)的“量化誤差”還是存在的。由于計數(shù)電路IC4輸出的8421碼每2秒刷新一次，這給我們帶來了很大方便。由圖2可見，實際電路是用IC7A來檢測此跳變，并把它反相為負(fù)跳變后，送給后續(xù)的可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IC8。這里必須注意，利用三極管T等元件把IC8接成為“輸出脈寬大于2秒的可重復(fù)式單穩(wěn)態(tài)”是大有用意的。至于危險溫度點80℃的取出原理，與40℃的相同，不再贅述。由圖2可見，IC7B的3腳與是與IC2的Q5端子相接，得到的將是32768/25=1024≈1kHz的音頻信號。 系統(tǒng)組成部分的設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，本系統(tǒng)主要由五部分組成：溫度—電壓變換器電壓—頻率轉(zhuǎn)換器頻率計電風(fēng)扇控制器報警控制電路那么下面的篇幅將分別介紹各個組成部分的詳細(xì)設(shè)計原理和實現(xiàn)。溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。從17世紀(jì)初伽利略發(fā)明溫度計開始，人們開始利用溫度進行測量。50年以后，另一位德國人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計。 溫度傳感器能將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。LM35D是由美國國家半導(dǎo)體公司開發(fā)的高精度集成電路溫度傳感器，價格低廉，已得到廣泛應(yīng)用。按圖2的單電源接法，它可以實現(xiàn)0～＋150℃的測溫，對應(yīng)的輸出電壓是0～，～?！妫也恍枰獙λ陨碜魅魏涡?zhǔn)。它的輸出電阻一般低達(dá)0．1Ω，有很好的帶負(fù)載能力。引腳向下，從字符面看自左至右各引腳依次為正電源端、輸出端和接地端（測零下溫度時，接地端要加上負(fù)電源），這種封裝的LM35D可以很方便地裝在發(fā)熱體上，只要將它的字符所在的平面緊貼發(fā)熱體上，用膠粘或彈簧鋼片壓緊即可。這種A/D轉(zhuǎn)換器件具有良好的精度和積分輸入特點，而且其應(yīng)用電路簡單，對周圍元件性能要求不該，對環(huán)境適應(yīng)能力強，轉(zhuǎn)換速度不低于一般雙積分型A/D器件，而且價格較低，因而在非快速且需要遠(yuǎn)距離傳送的系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。（2）頻率范圍是0～500kHz （3）輸出與TTL/CMOS兼容 （4）V/F或F/V變換 （5）6個十進級動態(tài)范圍 （6）電壓或電流輸入 （7）可靠的單片結(jié)構(gòu) （8）低成本ADVFC32V/F變換器，采用雙列直插式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳，如圖32所示。由于電路中采用單獨數(shù)字地的集電極開路式輸出，因此，易于與標(biāo)準(zhǔn)DTL/TTL/CMOS邏輯電路接口。圖33 ADVFC32作為V/F變換器的原理接線圖圖33中所示電路的主要外接器件有輸入電阻，積分電容C2，輸出電阻R2及單穩(wěn)觸發(fā)器電容C1。由于充電電荷及反充電電荷最后相等，所以，兩相乘積（電流時間）必然相等。式中為滿量程輸入時所對應(yīng)的頻率。其它元件的數(shù)值和溫度系數(shù)并不十分重要。為了覆蓋所有可能出現(xiàn)的情況，R2應(yīng)該為的20%，R1應(yīng)該為的90%，以便允許有177。如果需要更精確地調(diào)節(jié)放大器的零點，可增加R4和R5，R5阻值可選在10k至100k之間。第四章報警控制、電風(fēng)扇控制和電源電路的設(shè)計4．1 555構(gòu)成的多諧振蕩器 555的工作原理下圖41所示就是555定時器的內(nèi)部門級電路原理圖。 多諧振蕩器工作原理圖42是用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，下面簡要分析電路的工作原理：1．剛接通電源時，（原來未充電），所以⑥腳和②腳的電壓均小于，此時輸出，晶體管T截止。3．通過和晶體管T放電，下降，待下降到時，（圖42（b）中的期間），再次翻轉(zhuǎn)為“1”，于是電容再次充電，如此不斷反復(fù)，在端便得到一列如圖42（b）所示的連續(xù)的矩形波。因此，要改變振蕩周期，就是要改變電容的充、放電時間，這只需要調(diào)節(jié)或或即可。本文介紹其電路及工作原理，供使用及檢修時參考。遙控器電路如圖１。其工作電壓ＶＤＤ＝２．２～５Ｖ，ＯＰ輸出電流最小為１ｍＡ（ＶＯＨ＝２．２Ｖ），靜態(tài)電流僅３μＡ（典型值），故無需電源開關(guān)。本電路使用５個輸入端，外接遙控鍵，分別控制關(guān)機（ＯＦＦ）、風(fēng)類選擇（ＭＯＤ）、定時（ＴＭＲ）、風(fēng)速選擇（ＳＰＤ）及擺頭（ＳＨ１）。接收控制電路如圖２。遙控器發(fā)射的紅外載波信號經(jīng)ＢＡ５３０１解調(diào)后，將編碼信號送入譯碼器。工作電壓ＶＤＤ＝２．２～５Ｖ，靜態(tài)電流只有１μＡ。時鐘頻率ｆ＝３２７６８Ｈｚ（與ＢＡ３１０６共用此晶振）。ＯＰ１～ＯＰ８輸出電平與編碼器ＢＡ５１０１的Ｉ１～Ｉ８輸入狀態(tài)一一對應(yīng)，此輸出與５個手動功能開關(guān)并接，對ＢＡ３１０６進行雙重控制。其主要特性參數(shù)為：工作電壓ＶＳＳ＝－５Ｖ（典型），靜態(tài)電流最大１００μＡ，輸入高電平最?。保担?，輸入低電平最大－３．５Ｖ，輸出低電平－２．５Ｖ。極限參數(shù)為：電源電壓ＶＤＤ－ＶＳＳ＝７Ｖ，輸入、輸出電壓范圍為－０．５Ｖ～＋０．５Ｖ，功耗５００ｍＷ，工作溫度０～＋７０℃，儲存溫度－６５～＋１５５℃。若風(fēng)扇在靜止?fàn)顟B(tài)時，只有風(fēng)速鍵才能啟動風(fēng)扇。4．3 報警控制電路的設(shè)計LM94022作為一種 被選芯片，進行傳感器的設(shè)計，以結(jié)合下一步的報警控制。該傳感器主要特點包括工作電壓低，；工作電壓范圍寬—～；末級為推挽輸出，有177?！?；70～50℃為177?！妫?0～150℃為177。 管腳排列與功能LM94022的管腳排列如圖1所示，各管腳功能如表1所示。用戶可根據(jù)測溫的范圍及接口電路的工作電壓的條件來合理選擇。由于輸出電壓隨溫度升高而下降，其靈敏度為負(fù)值。