温度计

一、基于测温二极管传感器的温度测量控制电路简介 应用1N4148二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-65℃～200℃，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在的范围之内（40℃～60℃）。要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。 二、基于测温二极管传感器的温度测控电路设计的工作原理 本课题中测量控制电路组成框图如下所示： 电路工作过程为：由二极管IN4148作为温度传感器采集温度信号，经差动放大后，送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较，当温度低于控制温度下限值时，红色发光二极管亮，继电器1动作，控制加热器开始加热。当温度高于控制温度上限值时，绿色发光二极管亮，继电器2动作，控制制冷器开始制冷。当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，继电器全断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。 注意事项 为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响，电路设计时注意不要使通过 测温元件的电流超过1mA。 图4-1-1 温度转换电路原理图 图4-1-2 IN4148电流随温度变化特性曲线 如图4-1-1，该电路将二极管IN4148随温度变化的电流值转换为电压值。该电路为反向输入型转换电路， LM324为运算放大器，其输出电压 正比于二极管电流，从而实现I/V转换。为保证一定的转换精度和适应范围，要求该转换电路有低的输入阻抗和输出阻抗。转换后的电压值与输入电流值成线性关系 4.2 差动放大电路的工作原理 图4-2-1 差动放大电路原理图 如图4-2-1所示为差分比例放大电路，输入电压 、+12V的Vcc分别加在运放的反相端和同相端，为了保证运放输入平衡，要求输入电阻相等，故在实际操作时应当调节RP1使其左边电阻加上R6与R4相等，右边电阻加上R7与R5加上RP2的值相等。该电路的放大倍数为 ，这个值可以通过调节RP2来变化。电路的输出与两个输入端电压的差值成比例，实现差分比例运算。差分输入电路可有效地抑制共模干扰电压的影响。 4.3比较电路的工作原理 图4-3-1 同相比较器电路原理图 图4-3-2 反相比较器电路原理图 如图4-3-1所示为同相比较器，所设定进行检测的门限电平由RP3调节，接至比较器的反相输入端，用来和同相输入端的输入电压 进行比较，当输入电压大于设定值时输出正电压。图4-3-2所示为反相比较器，所设定进行检测的门限电平由RP4调节，接至比较器的同相输入端，用来和反相输入端的输入电压 进行比较，当输入电压小于设定值时输出正电压。 4.4驱动电路的工作原理 图4-4-1 驱动电路原理图 如图4-4-1所示电路，当输入电压 为一定的正值时，发光二极管发光，同时使得三极管9013导通，带动继电器打开开关使设备开始工作。 5 电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用 5.1传感器测控电路设计的一般步骤 图5-1-1设计一般步骤框图 5.2#设计#的选择 根据设计任务给定的被测参数(被测量)的种类及类型及精度要求和使用条件等因素，选择完成此设计任务的传感器的种类并组成框图，如图1－l所示。 图5-2-1设计传感器测控电路组成框图 需要确定以下环节的种类及类型： (1) 了解敏感元件的种类及类型；传感(转换)元件的种类及类型； (2) 测量、控制电路的种类及类型及其要求； (3) 测控电路、主电路电源的种类及类型； (4) 辅助电源的种类及类型。 以上几个环节，每种电路设计时不一定全用，可根据任务确定所需要的组成环节。