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類型分類:
科普知識
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應變式壓力傳感器

家用恒溫控制器

發布日期:2022-08-21 點擊率:43

  本文介紹的家用恒溫控制器,其溫度調節范圍為30-60℃,可用作家庭制作酸奶、面粉發酵及其他方面的保溫。

  工作原理

  該恒溫控制器電路由溫度傳感器、差分放大器、矩形波發生器、脈寬調制器、執行和電源等部分電路組成,如圖1所示。

  

  溫度傳感器采用兩只硅開關二極管VD1和VD2串聯后代用。VD1和VD2與電阻器R1、R3、R4等組成測溫電橋。四運算放大集成電路IC1內部的比較放大器D2作為差分放大器,D1作為緩沖隔離放大器,D3作為矩形波發生器(也稱三角波形成電路),D4作為脈寬調制器。

  接通電源開關SA后,交流220V電壓經R10降壓、VD3整流、C3濾波和VD4穩壓后,產生+12V電壓,作為IC1的工作電壓,+12V電壓還經IC2穩壓成+5V電壓,為測溫電橋提供工作電壓,晶閘管VS作為執行部件,控制著加熱器EH的工作。

  由IC1內部D3和其外圍元件組成的矩形波振蕩器,產生的矩形波信號,從IC1的8腳輸出,經電阻器R9和電容器C2處理成三角波信號后,再從IC1的12腳(D4的正相輸入端)加入。測溫電橋的輸出信號經IC1內D2放大后,從IC1的7腳輸出后,再加入IC1的13腳(D4的反相輸入端)。

  IC1的14腳(脈沖調制器的輸出端)輸出矩形波脈沖電壓,其脈沖寬度受7腳輸出電壓的調制,當IC1的13腳電壓低于12腳電壓時,IC1的14腳輸出高電平,使晶閘管VS導通,加熱器EH通電工作,同時發光二極管VD5點亮,指示恒溫箱正處于加熱狀態,當IC1的13腳電壓高于12腳電壓時,IC1的14腳輸出低電平,使VS截止,加熱器EH不工作,VD5熄滅。

  該恒溫箱采用周期開關控制方式,固定開關的周期,通過控制開關的時間比來控制溫度,當箱內溫度高于控制值時,IC1的第8腳輸出矩形波的脈沖寬度減小,加熱器EH“開”的時間(即通電工作時間)隨之減小,“關”的時間(斷電的時間)變長,使溫度下降;反之,則工作過程相反,EH“開”的時間變長,“關”的時間變短,使溫度升高;由于開、關的周期僅為30s左右,且開、關時間比的改變又是一個漸變的過程,故控溫精度較高,溫度波動小。

  元器件選擇

  IC1(內含D1-D4)選用LM324集成四運算放大電路;IC2選用78L05或LM7805小型三端集成穩壓器。VD1和VD2選用1N4148硅開關二極管;VD3選用1N4007硅整流二極管;VD4選用12V、0.5W的硅穩壓二極管,如2CW60-12V或1N5242、1N5242B、1N6002、2CW5242型等;VD5選用紅色發光二極管。VS選用2A、400V的晶閘管,如CR2AM或CSM2B等。

  RP1和RP2均選用直線式實芯電位器。R1-R9、R11和R12均選用RTX-1/4W型碳膜電阻器;R10選用5W線繞電阻器。C1-C3均選用CD11-16型電解電容器。EH使用300W普通電熨斗加熱芯(由于VS為晶閘管,加熱器EH中通過的是半波交流電,因此加熱功率僅為加熱器標稱功率的一半)。

  制作與調試

  將所有電子元器件安裝在一塊自制的印制電路板上,并將其裝入大小合適的恒溫控制箱內,在箱前面板上開孔固定好電源開關SA和發光二極管。只要元器件良好、接線無誤,通電即能正常工作。

  

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