水温自动控制器

水温自动控制设计

具有简单人工智能的温度控制电路，使用该电路进行温度控制时，只需将开关打在2的位置，通过设定控制温度，并通过3位半数显表头所显示的温度值，即可精确地控制温度，使得温控操作变得十分方便。

一．电路工作原理：

1. 温度采集：

电路中使用 LM35 电压型集成温度传感器，使得温度采集变得简单。

LM35 是一种内部电路已校准的集成温度传感器，其输出电压与摄氏温度成正比，线性度好，灵敏度高，精度适中．其输出灵敏度为 10.0MV ／℃，精度达 0.5 ℃ ．其测量范围为 -55―― 150 ℃ 。

2. 显示设置：

根据 LM35 的输出特性可知，当温度在 0―― 150 ℃ 之间变换时，其输出端对应的电压为 0――1.5V ，此电压经电位器 W1 分压后送到 3 位半数字显示表头 ( 由 ICL7107 及有关电路组成 ) 的检测信号输入端．在输入端输入的电压为 1.5V 时，通过调节电位器使显示的数值为 150.0, 经调整后数显表头显示的数值就是实测的温度值。

3.  温度设置：

温度控制选择可通过电位器 W3 来实现．通过调节 W3 可使其中间头的电压在 0――1.2V 之间的范围内变换，对应的控制温度范围为 0―― 120 ℃ ，完全可以满足一般的加热需要。将开关 K 打在 2 的位置，电位器 W3 中间头的电压经过电压跟随器 A 后送到数显表头输入端来显示控制温度数值．

调节电位器 W3 ，数显表头所显示的数值随之变化，所显示的温度数值即为控制温度值．电位器 W2 为预控温度调节，其电压调节范围为 0――0.27V ，对应可调节温度范围为 0―― 27 ℃ ．此电位器调整后，其中间头的电压与电位器 W3 中间头的电压分别送入比较放大器 B( 放大倍数为 1 ）的反相及同相输入端， B 输出端的电压为二输入电压之差．此电压对应两个设定的温度值之差．例如将 W1 调至 0.05V ，对应温度 5 ℃ ；将 W 调至 O.80V ，对应温度 80 ℃ ． B 的输出电压为 0.75V ，表示温度 75 ℃ ．此电压与集成温度传感器输出的电压送到电压比较器 C 中进行电压比较．

4 ．温度控制：

1 ， 当 LM35 输出的电压小于 B 的输出电压时， C 输出高电乎，可控硅 T1 因获得偏流一直导通，交流 220V 直接加在电热元件两端，进行大功率快速加热。大功率加热灯（红，绿）灯亮。

2 ， 当 LM35 输出的电压大于 B 的输出电压而小于 A 的输出电压时，表明实际温度已接近控制温度， C 输出低电乎，可控硅 T1 因无偏流处于截止状态，电压比较器 D 输出高电平，可控硅 T2 仍处于导通状态，交流 220V 需要通过二极管 D2 加在电热元件两端，进行小功率慢速加热 ( 此时的加热功率仅为原来的 25%) ．大功率灯（红灯）熄灭，小功率灯（绿灯）亮。

3 ， 当实际温度上升到 80 ℃ 以上时， LM35 的输出电压大于 0.80V ，电压比较器 D 输出低电平，可控硅 T2 也截止，电热元件断电．恒温灯（黄灯）亮。

由于此时加热功率较小，加上散热作用，温度不会大幅度上升 , 其实际温度在控制温度左右一个很小范围内波动，这样就实现了温度的较高精度的自动控制。

5 ．电源设置：

电源设置采用 12 伏电压器经过整流，变压输出正负 5 伏电压供整个电路使用。稳压采用 L7805,L7905 。

6 ．干扰隔离：
由于后面可控硅的控制电压在加 220V 交流电时有反馈电压，所以在强电与弱电之间加光电隔离器，以保护前面的控制电路。

二．器件工作说明：

  1 ． 再开通电源后向右拨动拨动开关，此时现实需要控制电压，调控温旋钮，由刻盘粗调，然后观察显示表头慢调制导向要达到的温度。在此一控温器就开始工作（加热）。

  2 ． 将拨动开关拨只右边，此时显示当前温度。

  3 ． 当温度加热的到与目的温度相接近差 5 度（此温度由 W2 设定）时，红灯（大功率加热显示）熄灭，绿灯（小功率显示）亮，此时处于小工加热状态。再以后温度达到目的温度时，绿灯（小功率显示）熄灭，黄灯（恒温显示）亮。

 

说明：

1 此电路采用双路控制，可设定温差，实行小功率加热，更加方便实用。

2 因为此电路采用单向比较器，而单项比较器反应较灵敏，但此电路采用 LM35( 塑封 ) ，感温有一个过程，此正好向抵消恒温时的不足（相当滞回 3 度）。

 

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