Auslegung und Inbetriebnahme des Temperatur Regelkreises des Temperatursensors
I. Experimentelle Zweck:
1. Erfahren Sie, wie Sie eine Vielzahl von Gerätekomponenten verwenden, um einen Temperatur regelkreis zu bilden.
2. Beherrschen Sie die Installation und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises.
II. Experimentelle Anforderungen: Design mit integriertem Operationsverstärker
Schlüsselwörter: Temperatur regelung
Auslegung und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises
I. Versuchszweck:
1. Erfahren Sie, wie Sie eine Vielzahl von Gerätekomponenten verwenden, um einen Temperatur regelkreis zu bilden.
2. Beherrschen Sie die Installation und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises.
II. Experimentelle Anforderungen:
Entwerfen Sie einen Temperatur regelkreis mit integriertem Operationsverstärker, Temperaturregelung 0 ~ 100 Grad einstellbar, Temperatur regelgenauigkeit ± 3 ° C.
III. Design-Tipps:
El diseño general del circuito de control de temperatura se muestra en la Figura 12-1. La función del sensor es convertir el cambio de temperatura en una cantidad de electricidad para cambiar el voltaje de salida del puente de medición de temperatura. El voltaje de salida del puente de medición de temperatura se amplifica mediante un amplificador diferencial y se aplica al comparador de voltaje para controlar la salida del comparador de voltaje, y luego el circuito de salida de control de alto y bajo nivel del comparador de voltaje emite o detiene el calentamiento.
Sensor de temperatura ---- puente de medición de temperatura ---- amplificador diferencial ---- comparador de voltaje ---- comparador de voltaje ---- circuito de ejecución
Método de cálculo de fórmula característica del sensor de temperatura NTC y PTC
1. El sensor de temperatura
Der Gesamtaufbau des Temperatur regelkreises ist in Abbildung 12-1 dargestellt. Die Funktion des Sensors besteht darin, die Temperatur änderung in eine Elektrizitätsmenge umzuwandeln, um die Ausgangsspannung der Temperatur messbrücke zu ändern. Die Ausgangsspannung der Temperatur messbrücke wird durch einen Differenzverstärker verstärkt und an den Spannungskomparator angelegt, um den Ausgang des Spannungskomparators zu steuern, und dann gibt die Hoch- und Niedrigpegel-Steuerausgangsschaltung des Spannungskomparators die Erwärmung aus oder stoppt sie.
Temperatursensor ---- Temperatur Messbrücke ---- Differenzverstärker ---- Spannungskomparator ---- Spannungskomparator ---- Ausführung Schaltung
1. Der Temperatursensor
Temperatur empfindliche Komponenten werden als Temperatursensoren bezeichnet. Es gibt viele Arten von Temperatursensoren und Wärmewiderstände aus einem Metallmaterial (Platin, Kupfer und Nickel). Nützliche Halbleitermaterialien zur Herstellung hungriger Thermistoren und Thermoelemente und so weiter. Der Thermistor hat einen großen Temperatur koeffizienten und eine hohe Empfindlichkeit und kann Temperaturänderungen erkennen. Daher wird in diesem Experiment der Thermistor verwendet.
Der Thermistor hat einen NTC mit negativem Temperatur koeffizienten (Temperatur anstieg, Widerstandsreduzierung) und einen PTC mit positivem Temperatur koeffizienten. Die Kennlinien von NTC und PTC sind in Abbildung 12-2 dargestellt. Aus der Figur ist ersichtlich, dass sowohl NTC als auch PTC Exponentialkurven sind. Der PN-Übergang des NTC-Transistors besteht aus Halbleitermaterial und kann daher auch als Temperature Erfassung element verwendet werden. Wenn beispielsweise die Emission von 3DG6 positiv ist, ist die Beziehung zwischen dem Spannungsabfall des Emissionsübergangs und der Temperatur wie in Abbildung 12-3 dargestellt. Aus der Figur ist ersichtlich, dass im Bereich von 0 bis 100 ° C der Durchlassspannungsabfall des Emitterübergangs linear zur Temperatur ist. Mit jedem Temperatur anstieg von 1 ° C ändert sich der Durchlassspannungsabfall des PN-Übergangs um -2 mV / ° C.
Während des Temperatur messungs- und Temperatur regelungsprozesses ändert sich der Widerstandswert der RT, wenn sich die Temperatur ändert, wodurch sich die Ausgangsspannung der Brücke ändert. Rw1 ist das Temperatur einstell potentiometer. Durch Einstellen des Widerstands von Rw1 kann der Temperatur kontrollpunkt geändert werden.
2, Differenzverstärker
4, Spannungskomparator und Steuerschaltung
Der Spannungskomparator verwendet einen Hysteresekomparator (siehe Abbildung 12-6). Die Schwellenspannung des Hysteresekomparators beträgt:
Durch Ändern der Referenzspannung UR des Hysteresekomparators kann der Temperatur regelbereich geändert werden, der durch die Hysteresebandbreite UTH1 - UH2 des Komparators bestimmt wird. UTH1 und UTH2 können aus der vom Entwurf geforderten Temperatur regelgenauigkeit berechnet werden, und die anderen beiden Werte werden durch die Formeln 12-4, 12-5 gemäß zwei beliebigen von der Schaltung gegebenen U2, UR, U12 und U13 berechnet .
Im Allgemeinen wird die Heizung von einem Relais gesteuert, das von einem Schaltkreis oder einem Thyristor gesteuert wird. Hier wird es von einem Verbundrohr aus T1 und T2 gesteuert. Die Heizung wird durch einen 100 / 2W-Widerstand simuliert. In dem Experiment wird der 100Ω / 2W-Widerstand nahe dem Thermistor RT platziert und die LED D wird zum Heizen verwendet.
Anzeige.
IV. Referenzschaltung:
Kombinieren Sie die Gerätekreise in den Konstruktionshinweisen, um den Betrieb des in Abbildung 12-7 gezeigten Temperatur regelkreises zu erleichtern.
Der Steuerungsprozess des Temperatur regelkreises ist:
Wenn die Schaltung gerade eingeschaltet wird, ist <UA-UB> klein, VC <UTH1 und Punkt E ist U2 mit hohem Pegel, und T1 und T2 sind gesättigt. Das 15-V-Netzteil heizt 100 Ω / 2 W, um die Heizer temperatur zu erhöhen, und Rr nimmt mit steigender Temperatur allmählich ab. UA-UB nimmt allmählich zu und UC nimmt zu. Wenn UC = UTH1, springt Punkt E von einem hohen auf einen niedrigen Pegel. -Uz, T1 und T2 werden abgeschaltet, die Heizung stoppt die Heizung und die Temperatur sinkt. Die Erhöhung des Widerstandes von RT verringert "UA-UB". Wenn es auf UC = UTH2 reduziert wird, wird der E-Punkt von einem niedrigen auf einen hohen Pegel umgedreht und erneut erwärmt. Wenn der Zyklus wiederholt wird, wird die Temperatur konstant gemacht.
Anforderung: Berechnen Sie andere Parameter der Schaltung basierend auf den angegebenen Komponentenparametern und Spannungen in der Schaltung.
V. Installation und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises
1. Schließen Sie zuerst den vorgesehenen Temperatur regelkreis an die Experimentierplatine an und löten Sie ihn nach erfolgreichem Debuggen auf die Leiterplatte.
2. Erden Sie den Punkt B in Abbildung 12-7, geben Sie die Gleichspannung von -30MV von Punkt A ein, messen Sie UC und berechnen Sie die Vergrößerung der Drei-in-Differential-Lupe.
3. Punkt B ist geerdet. Geben Sie ab Punkt A eine stufenlos einstellbare Gleichspannung von -0,5 - +0,5 ein. Beobachten Sie den Sprung des E-Punkts am Ausgang des Komparators mit einem Oszilloskop, messen und notieren Sie die Eingangsspannung UC, wenn die positiven und negativen Übergänge am E-Punkt auftreten, und zeichnen Sie die Hysterese-Kennlinie.
4. Kontroll temperatur kalibrierung:
Stellen Sie den Temperatur regelbereich auf TL-TH ein. Wenn der Temperatur regelbereich kalibriert ist, wird die RT in den Thermostat gestellt und mit dem Quecksilberkörper des Standard thermometers verbunden.
1. Erfahren Sie, wie Sie eine Vielzahl von Gerätekomponenten verwenden, um einen Temperatur regelkreis zu bilden.
2. Beherrschen Sie die Installation und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises.
II. Experimentelle Anforderungen: Design mit integriertem Operationsverstärker
Schlüsselwörter: Temperatur regelung
Auslegung und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises
I. Versuchszweck:
1. Erfahren Sie, wie Sie eine Vielzahl von Gerätekomponenten verwenden, um einen Temperatur regelkreis zu bilden.
2. Beherrschen Sie die Installation und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises.
II. Experimentelle Anforderungen:
Entwerfen Sie einen Temperatur regelkreis mit integriertem Operationsverstärker, Temperaturregelung 0 ~ 100 Grad einstellbar, Temperatur regelgenauigkeit ± 3 ° C.
III. Design-Tipps:
El diseño general del circuito de control de temperatura se muestra en la Figura 12-1. La función del sensor es convertir el cambio de temperatura en una cantidad de electricidad para cambiar el voltaje de salida del puente de medición de temperatura. El voltaje de salida del puente de medición de temperatura se amplifica mediante un amplificador diferencial y se aplica al comparador de voltaje para controlar la salida del comparador de voltaje, y luego el circuito de salida de control de alto y bajo nivel del comparador de voltaje emite o detiene el calentamiento.
Sensor de temperatura ---- puente de medición de temperatura ---- amplificador diferencial ---- comparador de voltaje ---- comparador de voltaje ---- circuito de ejecución
Método de cálculo de fórmula característica del sensor de temperatura NTC y PTC
1. El sensor de temperatura
Der Gesamtaufbau des Temperatur regelkreises ist in Abbildung 12-1 dargestellt. Die Funktion des Sensors besteht darin, die Temperatur änderung in eine Elektrizitätsmenge umzuwandeln, um die Ausgangsspannung der Temperatur messbrücke zu ändern. Die Ausgangsspannung der Temperatur messbrücke wird durch einen Differenzverstärker verstärkt und an den Spannungskomparator angelegt, um den Ausgang des Spannungskomparators zu steuern, und dann gibt die Hoch- und Niedrigpegel-Steuerausgangsschaltung des Spannungskomparators die Erwärmung aus oder stoppt sie.
Temperatursensor ---- Temperatur Messbrücke ---- Differenzverstärker ---- Spannungskomparator ---- Spannungskomparator ---- Ausführung Schaltung
1. Der Temperatursensor
Temperatur empfindliche Komponenten werden als Temperatursensoren bezeichnet. Es gibt viele Arten von Temperatursensoren und Wärmewiderstände aus einem Metallmaterial (Platin, Kupfer und Nickel). Nützliche Halbleitermaterialien zur Herstellung hungriger Thermistoren und Thermoelemente und so weiter. Der Thermistor hat einen großen Temperatur koeffizienten und eine hohe Empfindlichkeit und kann Temperaturänderungen erkennen. Daher wird in diesem Experiment der Thermistor verwendet.
Der Thermistor hat einen NTC mit negativem Temperatur koeffizienten (Temperatur anstieg, Widerstandsreduzierung) und einen PTC mit positivem Temperatur koeffizienten. Die Kennlinien von NTC und PTC sind in Abbildung 12-2 dargestellt. Aus der Figur ist ersichtlich, dass sowohl NTC als auch PTC Exponentialkurven sind. Der PN-Übergang des NTC-Transistors besteht aus Halbleitermaterial und kann daher auch als Temperature Erfassung element verwendet werden. Wenn beispielsweise die Emission von 3DG6 positiv ist, ist die Beziehung zwischen dem Spannungsabfall des Emissionsübergangs und der Temperatur wie in Abbildung 12-3 dargestellt. Aus der Figur ist ersichtlich, dass im Bereich von 0 bis 100 ° C der Durchlassspannungsabfall des Emitterübergangs linear zur Temperatur ist. Mit jedem Temperatur anstieg von 1 ° C ändert sich der Durchlassspannungsabfall des PN-Übergangs um -2 mV / ° C.
Während des Temperatur messungs- und Temperatur regelungsprozesses ändert sich der Widerstandswert der RT, wenn sich die Temperatur ändert, wodurch sich die Ausgangsspannung der Brücke ändert. Rw1 ist das Temperatur einstell potentiometer. Durch Einstellen des Widerstands von Rw1 kann der Temperatur kontrollpunkt geändert werden.
2, Differenzverstärker
4, Spannungskomparator und Steuerschaltung
Der Spannungskomparator verwendet einen Hysteresekomparator (siehe Abbildung 12-6). Die Schwellenspannung des Hysteresekomparators beträgt:
Abbildung 12-6 Komparator- und Steuerschaltbild
Durch Ändern der Referenzspannung UR des Hysteresekomparators kann der Temperatur regelbereich geändert werden, der durch die Hysteresebandbreite UTH1 - UH2 des Komparators bestimmt wird. UTH1 und UTH2 können aus der vom Entwurf geforderten Temperatur regelgenauigkeit berechnet werden, und die anderen beiden Werte werden durch die Formeln 12-4, 12-5 gemäß zwei beliebigen von der Schaltung gegebenen U2, UR, U12 und U13 berechnet .
Im Allgemeinen wird die Heizung von einem Relais gesteuert, das von einem Schaltkreis oder einem Thyristor gesteuert wird. Hier wird es von einem Verbundrohr aus T1 und T2 gesteuert. Die Heizung wird durch einen 100 / 2W-Widerstand simuliert. In dem Experiment wird der 100Ω / 2W-Widerstand nahe dem Thermistor RT platziert und die LED D wird zum Heizen verwendet.
Anzeige.
IV. Referenzschaltung:
Kombinieren Sie die Gerätekreise in den Konstruktionshinweisen, um den Betrieb des in Abbildung 12-7 gezeigten Temperatur regelkreises zu erleichtern.
Abbildung 12-7 Aufbau des Temperatur regelkreises
Der Steuerungsprozess des Temperatur regelkreises ist:
Wenn die Schaltung gerade eingeschaltet wird, ist <UA-UB> klein, VC <UTH1 und Punkt E ist U2 mit hohem Pegel, und T1 und T2 sind gesättigt. Das 15-V-Netzteil heizt 100 Ω / 2 W, um die Heizer temperatur zu erhöhen, und Rr nimmt mit steigender Temperatur allmählich ab. UA-UB nimmt allmählich zu und UC nimmt zu. Wenn UC = UTH1, springt Punkt E von einem hohen auf einen niedrigen Pegel. -Uz, T1 und T2 werden abgeschaltet, die Heizung stoppt die Heizung und die Temperatur sinkt. Die Erhöhung des Widerstandes von RT verringert "UA-UB". Wenn es auf UC = UTH2 reduziert wird, wird der E-Punkt von einem niedrigen auf einen hohen Pegel umgedreht und erneut erwärmt. Wenn der Zyklus wiederholt wird, wird die Temperatur konstant gemacht.
Anforderung: Berechnen Sie andere Parameter der Schaltung basierend auf den angegebenen Komponentenparametern und Spannungen in der Schaltung.
V. Installation und Inbetriebnahme des Temperatur regelkreises
1. Schließen Sie zuerst den vorgesehenen Temperatur regelkreis an die Experimentierplatine an und löten Sie ihn nach erfolgreichem Debuggen auf die Leiterplatte.
2. Erden Sie den Punkt B in Abbildung 12-7, geben Sie die Gleichspannung von -30MV von Punkt A ein, messen Sie UC und berechnen Sie die Vergrößerung der Drei-in-Differential-Lupe.
3. Punkt B ist geerdet. Geben Sie ab Punkt A eine stufenlos einstellbare Gleichspannung von -0,5 - +0,5 ein. Beobachten Sie den Sprung des E-Punkts am Ausgang des Komparators mit einem Oszilloskop, messen und notieren Sie die Eingangsspannung UC, wenn die positiven und negativen Übergänge am E-Punkt auftreten, und zeichnen Sie die Hysterese-Kennlinie.
4. Kontroll temperatur kalibrierung:
Stellen Sie den Temperatur regelbereich auf TL-TH ein. Wenn der Temperatur regelbereich kalibriert ist, wird die RT in den Thermostat gestellt und mit dem Quecksilberkörper des Standard thermometers verbunden.
