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簡易數顯溫控儀
 
文章編號:
100121133129
文章分類: 電路 溫/濕度控制
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关 键 词: 數顯
文章來源:
互聯網
摘 要:
该數顯温控仪测量范围为-50℃~200℃ ,误差为±1℃,可用于冰库、冰箱等制冷设备的温度自动显示控制,也可用于茶水炉等制热设备的温度自动显示控制。

工作原理

  该數顯温控仪由數顯电压表头、电阻电压转换電路、电源電路三部分组成。

  數顯电压表头如圖1所示,它由大规模数字集成電路模数转换块A/D7107配合4只数码管组成,其數顯精度和速度都是比较高的。当千位数码管显示“1”而其余4位数码管全无显示时,表示该电压表头输人信号已超过量程上限;反之,当显示“-1”时,表示输人信号已超过量程下限。电源+5V通过R7向共阳数码管供电,改变R7可改变LED的显示亮度。4位数码管( LED)并排装在一块印制板上,其余元器件装在另一块板上。LED和IC1之间的对应连接用细线或线排一一焊上,最好再用704胶固定。

圖1

  C1为外接积分电容,R1为外接积分缓冲电阻,C2为自动调零电容,C4为基准电容,C5、R6为内时钟外接电容电阻。IC1的31脚为外信号输人端,30脚为输人基准信号零点,36脚为输入基准信号量程。当基准输人信号调到0V~2V(一般情况下都是将其调为0V~2V) ,外信号输人也为0V~ 2V时,LED对应显示0~1999,相当于1mV对应显示一个数字。
 

  电阻电压转换電路如圖2所示。

圖2

  RT将温度的变化转换成电压信号的变化。RT选用工业用标准热敏电阻Pt100,其温度与阻值之间的关系见表1。从表中可知,温度与阻值之间并不呈线性关系。由于转换電路设计得较讲究,所以前面提到的±10℃误差主要是由其非线性误差引起的,電路误差几乎为零。

表1   阻值與溫度的關系

  转换電路由四运放LM324中的两个运放(IC2-1,IC2-2)及VD1 , R8, R9, RT组成。+5V电源通过限流电阻R8及VD1的稳压给IC2-1提供0.275V的基准电压源( VD1为普通二极管,可选用2AP系列中的一种,其正向压降为0.3V左右)。热敏电阻Pt100充当运放的负反馈电阻,其阻值的变化通过IC2-2转换成约1V~1.9V的电压信号。为了提高带负载能力又加了一级缓冲放大IC2-2,用以消除切换开关放在不同挡位引起的测量误差。

   比较電路由IC2-3构成,切换开关SA置1挡,仪表显示测量值,置2挡显示设定值。当测量值低于设定值时,运放8脚输出4Y左右的高电平,再通过f#i i使继电器K吸合,反之则释放。VD2为放电二极管,用来消除K释放时产生的感生电动势。当需要控制的负载电流较大时,可加接交流接触器。

  电源電路如圖3所示,考虑到+5V电源还要供给共阳数码管显示,所以C6的容量要比C7大,保证正负电源电压平衡。

圖3

元器件選擇與調試

  圖1中的电容要选择高精度、漏电流小的电容,如CBB(聚丙烯)电容。圖2中的电阻R11最好选用精密电阻以提高转换精度。继电器K选用6V左右微功耗的继电器。如JRX-3F,其功耗约60mW,它完全可以用运放直接驱动。其余元器件的选择无特殊要求。

  仪器由于采用两线制,线路电阻的补偿未加考虑。如果温度测量点和仪表之间的距离较远,必须将线路电阻和热敏电阻叠加起来作为热敏电阻的阻值进行校验。找一多圈电位器,将阻值调到80.31Ω,(最好用4位半数字万用表测量,如果有标准电阻箱更好),再将它接到运放1, 2两端,调}i使表显示-50为止,然后调电位器使其阻值为175.84Ω,调RP2使表显示为200为止。这样反复调整几次使误差最小即可。

 

 
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