温度控制系统的应用

1、温控温控电路的应用电路的应用 闭环电子控制系统是在开环电子控制基础上增加反馈环节而成的。它具有较高的控制精度，能实现自动控制。 冰箱、空调、恒温箱、智能洗衣机、水位监控设备等大都采用闭环电子控制系统。闭环电子控制系统方框图 输入 控制 (处理)输出被控对象 检测 比较器反馈水箱恒温控制方框图 输入 预置控制 温度装置 控制 (处理)选择控制（处理）电路的元器件输出继电器、电热棒被控对象水箱 检测 温度传感器 比较器反馈水箱恒温控制电路热热敏电阻敏电阻正温度系数热敏电阻：电阻值随温度增加而增大负温度系数热敏电阻：电阻值随温度升高而减小图图 三极管结构示意图和符号三极管结构示意图和符号( (a)

2、)NPN 型型ecb符号符号集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区集电极集电极 c基极基极 b发射极发射极 eNNP三极管三极管以以 NPN 型三极管为例讨论型三极管为例讨论图三极管中的两个图三极管中的两个 PN 结结cNNPebbec表面看表面看三极管若实三极管若实现放大，必须从现放大，必须从三极管内部结构三极管内部结构和和外部所加电源外部所加电源的极性的极性来保证。来保证。不具备不具备放大作用放大作用NPN型三极管型三极管的三种工作状态：的三种工作状态：（1）截止截止状态状态（2）放大）放大状态状态（3）饱和状态饱和状态发射结发射结反偏、集电结反反偏、集电结反偏偏VbVe

3、，Vb Vc发射结正偏、集电结反发射结正偏、集电结反偏偏VC VbVe发射结正偏、集电结正发射结正偏、集电结正偏偏VbVe，Vb VC比一比：三极管工作状态项目项目状态状态 条件条件NPN型各级电位关系型各级电位关系PNP型各级电位关系型各级电位关系饱和状态饱和状态放大状态放大状态反反截止状态截止状态正正反反正正VbVeUeb=0.7V（Si）Vb VcVeVbVc Vb Ve发射结发射结集电结集电结发射结发射结集电结集电结发射结发射结集电结集电结VbVeUbe=0.7V（Si）Vb VcVcVbVe Vb VeVbVcVbVc继电器继电器继电器是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

4、故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。“以低控高”、“以小控大”，继电器输入输出电路隔离，抗干扰能力强。例1、2016年4月浙江高考第17题. 如图所示是小明设计的温度报警装置部分电路，其中IC是运算放大器，输入输出逻辑关系见图中表格，Rt是负温度系数热敏电阻。当温度达到或超过40时，要求该报警装置发出声、光报警信号。请完成以下任务：（1）当温度升高时，Rt的电阻值将_（在增大；减小中选择一项，将序号填写在“_”处）。（2）当温度达到或超过40时，要求发光二极管V1发光，请根据电路的逻辑关系在a、b、c三点中选择合适的点连接V1和R4。(3)运算放大器不能直接驱动蜂鸣器报警，请根据

5、电路的逻辑关系选择合适的三极管(NPN型或PNP型，采用共发射极接法)，在虚线框中画出蜂鸣器驱动电路。（4）在测试中发现温度超过40还没有报警，现要对电路重新调试，调试步骤如下：A.将_放入盛有冷水的烧杯，插入温度计，加入热水使水温等于40(在IC；R3；Rt中选择一项，将序号填写在“_”处)；B. _，直至报警装置发出声、光报警信号为止(在减小R3；增大R3；减小R3；增大Rt中选择一项，将序号填写在“_”处)。例2、【加试题】如第17题-1图所示为火灾报警器电路部分电路图，其中A1、A2是运算放大器，其输入输出关系如第17题-2图，Rt1、Rt2为两个同样型号的热敏电阻，它们安装在室内同一

6、处。但是，Rt1安装在金属板上，而Rt2安装在塑料壳体内部。在正常情况下，金属板上和塑料壳体内温度是一样的，该报警装置不会报警；当发生火灾时，安装在金属板上的温度传感器因金属板导热快而温度升高快，而安装在塑料壳体内的温度传感器温度上升较慢，就会使A1输出高电平，从而使装置发出报警信号。请完成以下任务：（1）根据题目描述及电路原理可知两热敏电阻为 （在正温度系数热敏电阻；负温度系数热敏电阻中选择合适的选项，将序号填写在“ ”处）（2）请根据电路的逻辑关系选择合适的三极管(NPN型或PNP型)，补全虚框中的电路。（3）现要对报警电路进行功能改进，要求在未发生火灾时，绿色警示灯亮；当发生火灾时，红色

7、警示灯亮并发出报警声，同时声、光报警装置发生断路故障将互不影响，并且红、绿警示灯在工作时需要串联上限流电阻R8，请根据描述要求，绘制好J-1开关并将红、绿发光二极管及扬声器接入电路。（4）在测试中发现，热敏电阻附近没有火源时，不报警；当热敏电阻附近放一个小型火源时，还是不报警，以下可能的原因有 （在R1连焊（短路）；R2虚焊；R3虚焊；R4连焊（短路）中选择所有合理的选项，将序号填写在“ ”处）例3、如图 a所示是小明同学设计的温度指示电路图 。该电路用发光二极管指示环境温度的高低， RT是负温度系数的热敏电阻 ，电 位器 RP1 和 RP2分别用于设置下限温度和上限温度。图中使用的电压比较器

8、管脚关系为 ：V大于 V时， V0输出高电平 ， 反之V0输出低电平 ，请 完成 以下任务 ：（1）当 电路 调试 完成以后 ，如果 环境温度高于设定的上限时 ，V1和 V2的亮灭情况是（ ）（在 V 1亮，V2灭； V 1亮，V2亮； V 1灭，V2亮； V 1灭，V2灭中选择 一项 ）（3）为了温度控制更加稳定可靠 ，应该在热敏电阻 RT的两端并联一个（ ） （在电阻；电容；电感中选择 一项）（4）如 系统原来温度设 定在 36 39之 间，现 在想设定在 37 39之 间，以 下操作中 合理的是 （在调 大 RP1 ；调小 RP1 ；调 大 RP2 ；调小 RP2 中选择一 项）（2）如

9、 图 b所示为小明同学设计的温度控制电路图。请你在图中的虚线框 1和虚 线框 2内选 择合适的 端子连接完成电路设计。 要求：当温度低于下限温度时 ，加热装置开始加热；当温度高于上限温度时，加热装置停止加热；继电器线圈接在三极管的集电极；第17题图例4、如图所示为一款伸缩雨篷及小明为其设计的自动伸缩装置部分电路，其中Rt是负温度系数热敏电阻，RS为负特性湿敏电阻。当烈日暴晒或下雨时，要求电机运转，从而带动雨布轴将雨布伸出打开。请完成以下任务： （1）当湿度增加时，RS的电阻值将 （在增大；减小；不变中选择一项，将序号填写在“ ”处）；（2）小明设计的电路中还缺少继电器J，根据设计要求应将继电器

10、J的线圈引脚接 (在a、b连接点；b、c连接点；a、c连接点中选择一项，将序号填写在“ ”处）；（3）准备搭接电路时，小明发现错买了74LS02集成芯片，芯片引脚图如图所示。若换用该集成芯片实现原电路的功能，请选择合适的连接点，完成虚框内线路连接。接输出部分接输出部分（4）小明搭好电路之后进行调试，发现温度升高时，雨篷没有打开。下列可能的原因是 （在热敏电阻Rt虚焊；R1虚焊；Rt短路中选择一项，将序号填写在“ ”处）例5、如图所示是某一控制烧水声光报警的开环控制电路，图中温度传感器RT（浸在水中），选用当水温上升时电阻减小，反之电阻增大的热敏电阻。可调电阻器RP用来设置温控点，R1、R2、VT1、VD2组成控制电路，VD1为发光二极管完成光报警，非门G1、G2和R3、C1及扬声器元件组成（多谐振荡器）完成声报警电路。请分析该电路工作原理，完成下列各题，在“ ”处填写上相应内容。（1）RT称为 温度系数热敏电阻；（在正