东莞理工学院模电课程设计温度监测及控制电路.doc

东莞理工学院模电课程设计温度监测及控制电路.doc:..温度监测及控制电路一、 实验目的1、 学****由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电路。2、 掌握滞冋比较器的性能和调试方法。3、 学会系统测量和调试。二、 实验原理1、实验电路如图21—1所示,它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻(NTC元件)E为一臂组成测温电桥,其输出经测量放大器放大后由滞冋比较器输出“加热”与“停止”信号,经三极管放大后控制加热器“加热”与“停止”。改变滞回比较器的比较电压5即改变控温的范围,而控温的精度则由滞冋比较器的滞冋宽度确定。图21-1温度监测及控制实验电路(1)、测温电桥曲K、R2、心、丽及R,组成测温屯桥,其中儿是温度传感器。其呈现出的阻值与温度成线性变化关系且具有负温度系数,而温度系数又与流过它的工作屯流有关。为了稳定R的工作电流,达到稳定其温度系数的目的,设置了稳压管D2。RJ可决定测温电桥的平衡。(2)、差动放大屯路由人及外围屯路组成的差动放犬屯路,将测温屯桥输出屯压按比例放人。其输出电压%—晋心(汽込)(缶心当R4=R5,(r7+rI2)二焉时%半7际用于差动放大器调零。可见差动放大电路的输岀电压IM又取决于二个输入电压之差和外部电阻的比值。(3)、滞回比较器差动放大器的输出电压5输入由血组成的滞冋比较器。滞回比较器的单元电路如图21—2所示,设比较器输岀高电平为输出低电平为%,参考电压Ur加在反相输入端。当输;H为高电平Uoii时,运放同相输入端电位W亠屮亠%+Hr2+rf1r2+rfoh当Ui减小到使U+h=Ur,即R2+Rftt1^2itU.=UTI= Ur——Loh1TLRI?RR1?0H此后,Ui稍冇减小,输出就从高电平跳变为低电平。当输岀为低电平%时,运放同相输入端电位OLJ=际5+叽uR.?+RpRoR[;Ur A! U・>ooA1_+Rf———图21-2同相滞冋比较器图21--l=Ur,即此后,m稍有增加,输出乂从低电平跳变为高电平。因此Ik和山„为输出电平跳变时对应的输入电平,常称%为下门限电平,Um为上门限电平,而两者的差值△5=%—%=学(%一%)称为门限宽度,它们的大小可通过调节R?/Rf的比值来调节。图21-3为滞回比较器的电压传输特性。由上述分析可见差动放器输出电压5经分压后A?组成的滞冋比较器,与反相输入端的参考电压Ur相比较。当同相输入端的电压信号大于反相输入端的电压时,A2输出正饱和电压,三极管T饱和导通。通过发光二极管LED的发光情况,可见负载的工作状态为加热。反Z,为同相输入信号小于反相输入端电压时,A?输出负饱和电压,三极管T截止,LED熄灭,负载的工作状态为停止。调节丽可改变参考电平,也同时调节了上下门限电平,从而达到设定温度的目的。三、实验设备1、 ±12V直流电源2、 函数信号发生器3、 双踪示波器4、 热敏电阻(NTC)5、 运算放大器UA741X2、晶休三极管3DG12、、实验内容按图21-2,连接实验电路,齐级Z间暂不连通,形成齐级单兀电路,以便各单元分别进行调试。1、差动放大器差动放大电路如图21—4所示。它可实现差动比例运算。1) 、运放调零。将A、B两端对地短路,调节际使U0=Oo2) 、