1实实训训( (实实践践) )报报告告20102011 学年度第二学期3信息工程 系 电子信息技术 专业班级 09 应电(1) 学号 03课题名称 水温控制电路的设计与制作 学生姓名 靳慧 指导教师 卜令涛 2011 年 6 月 24 日2明达职业技术学院 毕毕业业设设计计 ( (论论文文) )任任务务书书信息工程 系 应用电子 专业 班级 09 应电 姓名 靳慧 学号 03 课题名称：水温控制电路的设计与制作课题主要内容、意义：设计并完成的电路能够准确的检测出水温和控制水温。课题研究思路、方法和要求：可利用温度传感器采样水桶的温度信号，并用放大电路将此信号放大后以提供给显示电路部分，关于温度的采集可以用 AD590 传感器。参数指标：检测水桶的水温范围 20-80，控制精度为1。课题研究计划：第一周，收集资料，研究设计方案并设计具体电路。第二周，申领工具、元器件等一应设计制作中所需的材料和设备，并开始制作调试单元电路及修正前期设计中可能出现的缺陷。统调总电路以完成指标要求并取得相关实际技术参数。撰写论文，准备答辩。指导教师意见：指导教师（职称）： 20 年 月 日系部意见：系主任签字： （系盖章）320 年 月 日水温控制电路的设计与制作水温控制电路的设计与制作作者： 靳慧【摘要摘要】：为了实现水温控制，我们制作的一个水温控制电路。该电路采用 AD590 温度传感器、继电器、集成运算放大器和比较器制作而成。达到在异地昂范围内保持温度恒定的目的。本课题采用运算放大器和比较器作为核心处理器，运算放大器将温度传感器所采集的温度信号进行准确无误的处理后向继电器发出通断指令，从而控制加热装置的开关。 AD590 它可将温度信号转化为电信号，送至放大电路进行放大。该电路只有上限温度，没有下限温度，而且在测温方面有明显不足。【关键字关键字】: 温度传感器 AD590 继电器 放大器 LM358 比较器 NE555一、一、 方案的选择与论证方案的选择与论证1 设计要求1）控温范围：上限温度 80 度2）温度传感器使用：AD5903）控温通道输出为双向晶闸管或继电器一组转换接点为市电 220V 10A2 设计思想整个电路通过温度检测系统对温度信号进行检测和提取，(因此我们选用 AD590 集成温度传感器).送至处理系统放大（我们选用 LM358 双运算放大器） ，然后进 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，或者加热或者停止加热，以此来达到对水温控制的目的！3 参考框图和原理水温测控电路的电路的框图如，它包括温度传感器，K-变换，小信号放大电压比较器，温度设置，数字显示，功率输出执行机构等部件。温度传感器的作用是将温度信号转化为电流或电压信号，K-变换器是将绝对温度换成摄氏温度，信号经放大和刻度定标 01V/后由三位半数字电压表直接显示温度值。并同时送入电压比较器。与预先设定的固定电压（对应控制温度点）经行比较。再由比较器输出电平高低变化来控制执行机构（如继电器）工作，实4现水温自动控制。 温度控制器的原理框图 二、二、 各单元电路的设计各单元电路的设计1）温度传感器可采用 AD590 热敏传感器进行温度-电流的转化。AD590 是一种电流型二端器件，其内部已做修正，具有良好的互换性和线性性质，能够消除电源的波动，输出阻抗达 10M，转化电量为1uA,传感器 AD590 的精度高，AD590 共有五档 I.J.K.L.M 五档,其中 M 档精度最高。 AD590 电源测温范围为 -55 +150。 AD590 的电源电压的范 围为 430V。电源电 压可以在 46V 范围5变化，AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件反接也不会被 损坏。AD590 简介AD590 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特 性如下：1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数， 即：mA/K式中：流过器件（AD590）的电流，单位为 mA；T热力学温度，单位为 K。2、AD590 的测温范围为-55+150。3、AD590 的电源电压范围为 4V30V。电源电压可在 4V6V 范围变化，电 流变化 1mA，相当于温度变化 1K。AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电 压，因而器件反接也不会被损坏。4、输出电阻为 710MW。5、精度高。AD590 共有 I、J、K、L、M 五档，其中 M 档精度最高，在- 55+150范围内，非线性误差为0.3。2）放大器设计一个放大器，使输出 u 满足 100mV。用数字电压表可实现温度显示。LM358 内部包括有两个独立的、高增益的、内部频率补偿的双算运算放大器，适合电源电压范围很宽的单元电源使用，也适合双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源 的使用运算放大器的场合。 放大器63）比较器NE555 集成块可用于比较器，NE555 只需简单的的电阻器、电容器，即可完成特定比较作用。将 555 定时器的触发输入端 2 脚和阈值输入端 6 脚连在一起并作为外加触发信号 uI的输入端，就构成了施密特触发器，其电路和传输特性如下图所示可以看到，在 uI从 0V 开始升高的过程中，当 uI2UCC3 后，满足uI12UCC3，uI2UCC3，u0才跳变为低电平。在 uI从高于 2UCC3 的电压开始下降的过程中，当 UCC3uI2UCC3 时，u0仍保持低电平不变；只有当 uIUCC3 后，满足 uI12UCC3，uI2UCC3 ，u0才又跳变到高电平。4)继电器驱动电路7如下图所示，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定温度时，继电器触点闭合，进行加热。NPN 型三极管 VT 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温的目的。二极管 D 的作用是当继电器线圈断电瞬间，提供能量释放回路，防止击穿驱动三极管 VT. 三 总电路图8四 电路的组装与调试五 课程设计心得 我们做的课程设计题目是水温测控系统的设计与制作，看着也挺实用，老师说这也是一次小的毕业设计。所以第一天老师就让我们去图书馆查查资料，第一次见图书馆这么多人，大家都在抢书，真是令人汗颜啊两周的课程设计结束了，在这次课程设计中检验了我所学的知识，感觉自己之前什么也没学到，要用的东西一点也想不出来，感觉自己很失败。但是在设计过程中，也让我学会了与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了理解，也学会了做人和处事。通过此次课程设计，让我又一次翻开了课本，使我更加扎实的掌握了模拟电路和数字电路方面的知识，在设计过程中，虽然遇到了些问题，但是在我和搭档的努力下克服了。让我看到了我在这方面的知识欠缺和经验的不足。我承认我的动手能力不强，所以在这次课程设计中是我给王当下手。虽然具体的什么原理都明白，但是在设计电路图的时候还是有很多问题。从小我都是个不喜欢问问题的学生，自己解决不了的事情，我就让它不了了之，因此我存在很多不足。下学期就要早毕业设计了，说实话，我一点也不期待，反而有点害怕。害怕做不出来，害怕失望，害怕分开。不管怎么样，日子还是要过的，让我们加油吧！ 六 【参考文献】1）董鹏中等。 电子技术实现与课程设计北京:清华大学出版社，20102）孙余凯等。 典型自动控制电路视图与应用北京:电子工业出版社，20103）陈有卿等。 通用集成电路应用与实例分析北京：中国电力出版社，200740 杨毅德. 模拟电路重庆：重庆大学出版社，2004