水温控制电路的设计报告

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1、华北科技学院课程设计目录一设计要求------------------------------------------------------------1二设计作用目的-------------------------------------------------1三设计的具体实现-------------------------------------------------1系统概述-------------------------------------------------12设计原理及方法--------------------------------

2、-----------------13PCB版电路制作-------------------------------------------------10四心得体会-------------------------------------------------12五元器件明细表六参考文献-------------------------------------------------13附图16华北科技学院课程设计水温控制电路设计报告一设计要求1、要求控制电路能够对室温22~60℃有非常敏感的反应。2、有温度设定功能，例如限制温度为40℃，对应4V电压值。3、当温

3、度超过设定值时，指示灯点亮进行报警提示。4、总体设计画出电路原理框图。5、单元电路设计。6、原理图设计并绘制原理图。7、利用仿真软件进行电路仿真，列出元件明细表。8、撰写设计说明明书。二设计作用、目的1、设计制作一个可以测量和控制温度的水温控制电路，该电路能够将水温控制在一个合适的范围内，实现对水温范围的改变。2、温度控制器是实现可测温和控温的电路，通过对温度控制电路的设计安装和调试了解温度传感器的性能，学会在实际电路中的应用。进一步熟悉集成运算放大器的线性和非线性的应用。3、能够使用电路仿真软件进行电路调试。4、学会用protel软件绘制电路的设计原理图和制做PCB

4、板。5、充分利用模拟电子技术基础的知识进行实践设计。三设计的具体实现3.1系统概述本设计要将水温转化成电信号才能控制。所以采用LM35温度传感器来转化,将温度信号转化成电压信号，经适当放大后与设定的电压比较，设定的电压就代表特定的温度值。当实际温度高于设定温度时，控制电路停止加热；当实际温度低于设定温度时，使电路接通加热。这样就能自动控制温度在某个值或小范围波动。16华北科技学院课程设计3.2设计原理及方法根据设计任务及要求有以下原理方框图图1，该设计问题可分为温度传感器模块，主要负责温度信号与电压信号的转化；放大器模块，使输出电压变为原来的十倍；比较器模块，控制温度

5、的设定电压；继电器、加热模块，当被测温度超过设定温度时，继电器动作，是触点断开停止加热，反之被测温度低于设置温度时，继电器触点闭合，进行加热。由于电路中含有运算放大器，需接入±12V直流稳压电源。图1控制原理方框图3.3单元模块设计3.3.1温度传感器模块本设计选用LM35温度传感器连转化温度。LM35的输出电压与摄氏温度呈线性关系，转换公式为：oCToC在0℃时输出为0V，每升高1℃输出电压增加10mV,LM35的外观如图2所示16华北科技学院课程设计图2LM35外观图3LM35实物图常温下LM35不需要额外的校准处理即可达到±1/4℃的准确率。此设计采用单电源供电

6、，在25℃下的静默电流约50，非常省电，并且无散热问题，精度非常高。并且输入电压宽，从4V到30V都可以。所以选择LM35很合适。3.3.2放大器模块放大器和比较器均要用到运算放大器，这里采用LM324集成运放。LM324是4个运算放大器的集成器件，这个设计中选择其中的两个使用。LM324的接线图如图4：图4LM324接线图16华北科技学院课程设计下面说明放大器的原理：此设计用正相比例放大器，使输出时正电压，考虑到控制的温度是室温到80oC，所以取放大器的放大倍数为10倍（即温度缩小10倍）比较合适。正相比例放大器的原理图如图5：图5放大器原理图由运放的“虚短”“虚断

7、”的性质有这里取R=10K，则R=90K，因为电源电压为12V，保持10倍放大，则设定的电压值与温度的转换关系就为10倍，比较容易控制和调节。实际中取R=90.9K。16华北科技学院课程设计3.3.3比较器模块这里采用简单的单限电压比较器，使用的运算放大器为LM324中的一个。电路图如图6：图6单限电压比较器图6中1接放大器的输出电压作为比较器的输入电压，3接输出电压。此时放大器工作在非线性状态，输出电压只有正或负两种饱和值。这种情况下运算放大器的输入端“虚短”不再适用。当V+>V_时，=12V，当V+