传感与检测技术-项目一 热敏电阻在冰箱温度

任务一热敏电阻的识别、检测和选用１.热敏电阻的特性热敏电阻由金属氧化物或陶瓷半导体材料经成型、烧结等工艺制成或由碳化硅材料制成.按其特性可分为两类,一类是其阻值随温度升高而增大,称为正温度系数热敏电阻(PTC);另一类是其阻值随温度升高而减小,称为负温度系数热敏电阻(NTC).不同型号的NTC热敏电阻(见图２-１),其测温范围也不同,一般为５０℃~３００℃.从图２-２所示的热敏电阻的温度特性曲线可以看到电阻-温度曲线是非线性的.下一页返回任务一热敏电阻的识别、检测和选用２.热敏电阻温度传感器的特点应用热敏电阻时,必须对它的几个比较重要的参数进行测试.一般来说,热敏电阻对温度的敏感性高,因此不宜用万用表来测量它的阻值.这是因为万用表的工作电流比较大,流过热敏电阻时会发热而使阻值改变.但用万用表可简易判断热敏电阻能否工作,具体检测方法如下:将万用表拨到欧姆挡(视标称电阻值确定挡位),用鳄鱼夹代替表笔分别夹住热敏电阻的两个引脚,记下此时的阻值;然后用手捏住热敏电阻器,观察万用表示数,此时会看到显示的数据(指针会慢慢移动)随着温度的升高而改变,这表明电阻值在逐渐改变(负温度系数热敏电阻的阻值会变小,正温度系数热敏电阻的阻值会变大).上一页下一页返回任务一热敏电阻的识别、检测和选用当阻值改变到一定数值时,显示数据(指针)会逐渐稳定.若环境温度接近体温,则不宜采用这种方法.这时可用电烙铁或者开水杯靠近或紧贴热敏电阻器进行加热,同样会看到阻值改变.这样,就可证明这只温度系数热敏电阻是好的.用万用表检测负温度系数热敏电阻时,需要注意热敏电阻上的标称阻值与万用表的读数不一定相等.这是由于标称阻值是用专用仪器在２５℃的条件下测得的,而用万用表测量时有一定的电流通过热敏电阻器而产生热量,而且环境温度不一定正好是２５℃,因此不可避免地会产生误差.上一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作１.热敏电阻的选用热敏电阻式冰箱温度控制电路中的热敏电阻选用NTC型１０kΩ热敏电阻.２.制作步骤、方法和工艺要求(１)对照器件、材料清单清点元器件数量,检测NTC型１０kΩ热敏电阻的质量好坏.(２)按照图２-３制作电路.集成电路LM３５８使用集成电路插座安装,集成电路插座焊好后再安装LM３５８.每个元器件的摆放应以LM３５８为中心,靠近所连接的LM３５８管脚进行摆放.元器件摆放要整齐,连接导线要横平竖直,焊点要大小均匀、光亮且有光泽.下一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作(３)将连接NTC型１０kΩ热敏电阻和电压表头的导线焊接到电路板上.(４)NTC型１０kΩ热敏电阻、电压表头通过连接导线进行连接.(５)检查无误后进行通电调试.３.焊接方法１)准备施焊准备好焊锡丝和电烙铁,此时应特别强调的是,电烙铁头部要保持干净,即可以蘸上焊锡(俗称“吃锡”).上一页下一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作２)加热焊件将电烙铁接触焊接点,注意首先要保持电烙铁加热焊件各个部分,例如印制板上引线和焊盘都应加热,其次要注意让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触热容量较大的焊件,烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件,以保持焊件均匀受热.３)熔化焊料当焊件加热到能熔化焊料的温度后,将焊锡丝置于焊点,焊料开始熔化并润湿焊点.４)移开焊锡当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开.上一页下一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作５)移开电烙铁当焊锡完全润湿焊点后移开电烙铁,注意移开电烙铁的方向应该是大致４５°的方向.４.焊接注意事项(１)选用合适的焊锡,应选用焊接电子元件用的低熔点焊锡丝.(２)助焊剂,用２５％的松香溶解在７５％的乙醇溶液(质量比)中作为助焊剂.(３)电烙铁使用前要上锡,具体方法是:将电烙铁烧热,待刚刚能熔化焊锡时,涂上助焊剂,再将焊锡均匀地涂在烙铁头上,使烙铁头均匀地涂上一层焊锡.上一页下一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作(４)焊接方法,把焊盘和元件的引脚用细砂纸打磨干净,涂上助焊剂.用烙铁头蘸取适量焊锡,接触焊点,待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后,烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点.(５)焊接时间不宜过长,否则容易烫坏元件,必要时可用镊子夹住管脚帮助散热.(６)焊点应呈正弦波峰形状,表面应光亮圆滑,无锡刺,锡量适中.(７)焊接完成后,要用乙醇溶液把线路板上残余的助焊剂清洗干净,以防炭化后的助焊剂影响电路正常工作.(８)集成电路应最后焊接,电烙铁要可靠接地,或断电后利用余热焊接;或者使用集成电路专用插座,焊好插座后再把集成电路插上去.上一页下一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作５.NTC热敏电阻使用时的注意事项(１)NTC热敏电阻是按不同用途分别进行设计的,不能用于规定以外的用途.(２)设计设备时,需进行NTC热敏电阻贴装评估试验,确认无异常后再使用.(３)请勿在过高的功率下使用NTC热敏电阻.(４)由于自身发热导致电阻值下降时,可能会引起温度检测精度降低、设备功能故障,故使用时请参考散热系数,注意NTC热敏电阻的外加功率及电压.(５)请勿在使用温度范围以外使用NTC热敏电阻.上一页下一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作(６)请勿施加超出使用温度范围上下限的急剧变化温度.(７)将NTC热敏电阻作为装置的主控制元件单独使用时,为防止事故发生,请务必采取“设置安全电路”“同时使用具有同等功能的NTC热敏电阻”等周密的安全措施.(８)在有噪声的环境中使用时,请采取设置保护电路及屏蔽NTC热敏电阻(包括导线)的措施.(９)在高湿环境下使用护套型NTC热敏电阻时,应采取仅护套头部暴露于环境(水中、湿气中),而护套开口部不会直接接触到水及蒸气的设计.(１０)请勿施加过度的振动、冲击及压力.(１１)请勿过度拉伸及弯曲导线.上一页下一页返回任务二热敏电阻式冰箱温度控制电路制作(１２)请勿在绝缘部和电极间施加过大的电压,否则可能会产生绝缘不良现象.(１３)配线时应确保导线端部(含连接器)不会渗入水、蒸气、电解质等,否则会造成接触不良.(１４)请勿在腐蚀性气体的环境(Cl２、NH３、SOx、NOx)以及会接触到电解质、盐、酸、碱、有机溶剂的场所中使用.(１５)金属腐蚀可能会造成设备功能故障,故在选择材质时,应确保金属护套型及螺钉紧固型NTC热敏电阻与安装的金属件之间不会产生接触电位差.上一页返回任务三热敏电阻式冰箱温度控制电路调试由固定电阻R１、R２,热敏电阻RT及R３＋VR１构成测温电桥,把温度的变化转化成微弱的电压变化,再由集成运算放大器LM３５８进行差动放大运算,放大器的输出端接５V的直流电压表头用来显示温度值.电阻R１与热敏电阻RT的节点接运算放大器的反相输入端,当被测温度升高时,该点电位降低,运算放大器输出电压升高,表头指针偏转角度增大,以指示较高的温度值.反之,当被测温度降低时,表头指针偏转角度减小,以指示较低的温度值.VR１用于调零,VR２用于调节放大器的增益即分度值.调试步骤如下:(１)准备盛水容器、冷水、６０℃以上热水、水银温度计、搅棒等.把传感器和水银温度计放入盛水容器中,并接通电路电源.加入冷水和热水不断搅动,通过调节冷、热水的比例使水温为２０℃.下一页返回任务三热敏电阻式冰箱温度控制电路调试调节电路的VR１使表头指针正向偏转,然后回调VR１使指针返回,指针刚刚指到零刻度上时停止调节(表头指示的起点定为２０℃).(２)容器中加热水和冷水不断搅动,把水温调整到３０℃,通过调节电路的VR２使表头指针指在５V刻度上.(