電子技術(shù)課程設(shè)計---小型溫度控制電路的設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p>　　課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計（一） </p><p>　　題 目： 小型溫度控制電路設(shè)計 </p><p>　　系 （院）： 電子工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué) 期： 10-11-2

2、 </p><p>　　專業(yè)班級： 電子091 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p><b>　　一、緒論</b></

3、p><p>　　電子技術(shù)是根據(jù)電子學(xué)的原理，運用電子器件設(shè)計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的科學(xué)，包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。信息電子技術(shù)包括 Analog (模擬) 電子技術(shù)和 Digital (數(shù)字) 電子技術(shù)。電子技術(shù)是對電子信號進行處理的技術(shù)，處理的方式主要有：信號的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。電子技術(shù)是當今高新技術(shù)的“龍頭”，各先進國家無不把它放在優(yōu)先的發(fā)展的地位。電子技術(shù)是電類專業(yè)的一門重

4、要的技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的顯著特點之一是它的實踐性。要想很好的掌握電子技術(shù)，除了掌握基本器件的原理，電子電路的基本組成及分析方法外，還要掌握電子器件及基本電路的應(yīng)用技術(shù)，課程設(shè)計就是電子技術(shù)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計就是針對模擬電子電路這門課程的要求所做的，同時也將學(xué)到的理論與實踐緊密結(jié)合。本設(shè)計是設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源一般是由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成。在電子電路和電氣設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電

5、源供電，直流電源可分為兩大類，一類是化學(xué)電源，如各種各樣的干電池、蓄電池、充電電池等電源；其優(yōu)點是體積小、重量輕、攜帶方便等，缺點是成本高，易污染。另一類是</p><p>　　二、設(shè)計的目的和任務(wù)</p><p><b>　　1、課程設(shè)計的目的</b></p><p>　?。?）鞏固加深對模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識的理解，提高綜合運用所學(xué)知識的能力

6、。</p><p>　?。?）通過查找資料、選方案、設(shè)計電路、仿真和調(diào)試、寫報告等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力。</p><p>　?。?）了解電子線路設(shè)計的過程、工藝技術(shù)規(guī)范，學(xué)會書寫設(shè)計說明書。</p><p>　　（4）培養(yǎng)學(xué)生嚴肅、認真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。</p><p><b>　　2、課程設(shè)計任務(wù)&

7、lt;/b></p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計是一門十分重要的實踐基礎(chǔ)課，學(xué)生不僅需要有較高的理論素養(yǎng)，同時也要掌握基本的設(shè)計知識和技能，為今后各課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。通過此設(shè)計使學(xué)生達到以下目的：</p><p>　　1.鞏固加深對電子技術(shù)基礎(chǔ)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題，提高綜合運用所學(xué)知識的能力。</p><p>　　2.通過查找資

8、料、選方案、設(shè)計電路、安裝調(diào)試、寫報告等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，熟悉設(shè)計的過程、步驟。為以后從事電子電路設(shè)計、研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。</p><p>　　3.了解電子線路設(shè)計的工程、工藝技術(shù)規(guī)范，學(xué)會書寫設(shè)計說明書。 </p><p>　　4.了解與掌握常用電子儀器的使用方法，及簡單的制版、焊接、組裝、調(diào)試工藝過程。</p><p>　　5.培養(yǎng)學(xué)生嚴肅、認真的科學(xué)態(tài)度和工作作

9、風(fēng)。</p><p>　　三、 小型溫度控制電路的設(shè)計的基本要求</p><p>　　1、設(shè)計一個輸出直流+5V，電流為300mA的穩(wěn)壓電源，作為系統(tǒng)的供電電源。</p><p>　　2、小型溫度控制電路適用于液體溫度，恒溫箱等溫度的控制，要求溫度控制范圍為10℃～100℃,靜態(tài)功率約為5W，可控2KW以下的加熱器。</p><p>　　3、

10、（1）給出系統(tǒng)的設(shè)計原理，最佳方案。（2）畫出設(shè)計的單元電路圖，總電路圖。（3）進行單元電路參數(shù)的計算（4）列出系統(tǒng)所采用的元器件的型號，特性。（5）分析系統(tǒng)的優(yōu)缺點，創(chuàng)新點。</p><p>　　四、溫度控制電路設(shè)計思路</p><p>　　（1）利用直流電源穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)提供電源。</p><p>　?。?）利用溫度傳感器將感知溫度轉(zhuǎn)換為電信號—電壓，將電壓輸入

11、檢測橋路。</p><p>　　（3）檢測橋路檢測電壓，并把信號輸入電壓比較器。</p><p>　?。?）通過電壓比較器將最終電壓輸入驅(qū)動電路，再由繼電器使加熱器工作。</p><p>　　五、溫度控制電路設(shè)計原理 </p><p>　　設(shè)計原理圖如下圖所示</p><p><b>　　圖一：設(shè)計原理圖&

12、lt;/b></p><p><b>　　六、設(shè)計的電路圖</b></p><p><b>　　1、直流穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源作為系統(tǒng)的供電電源，它一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，整流器把交流電變?yōu)橹绷麟姟＝?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。<

13、/p><p><b>　　圖二：直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　2、溫度傳感器</b></p><p>　　溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。</p><p>　　接觸式溫度傳感器的檢測

14、部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。</p><p>　　非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。</p><p><b>　　圖三：溫度傳感器</b></p><p><b>　　3、檢測橋路</b></p><p>　　一般地，被測量是非常微弱的，必須用專門的電

15、路來測量這種微弱的變化，最常用的電路就是各種電橋電路，主要有直流和交流電橋電路。</p><p><b>　　圖四：檢測橋路圖</b></p><p>　　電橋電路的作用：把電阻片的電阻變化率ΔR/R轉(zhuǎn)換成電壓輸出，然后提供給放大電路放大后進行測量。</p><p><b>　　直流測量電橋分析</b></p>

16、<p>　　如下圖所示，電橋各臂的電阻分別為R1、R2、R3、R4，U為電橋的直流電源電壓。當四臂電阻R1=R2=R3=R4=R時，稱為等臂電橋；當R1=R2=R,R3=R4=R'≠R時，稱為輸出對稱電橋；當R1=R4=R，R2= R3=R'≠R時，稱為電源對稱電橋。</p><p><b>　　圖五：直流測量電橋</b></p><p>

17、;<b>　　4、電壓比較器</b></p><p>　　電壓比較器是集成運放非線性應(yīng)用電路，他常用于各種電子設(shè)備中，，它將一個模擬量電壓信號和一個參考固定電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。</p><p><b>　　圖六：電壓比較器</b></p><p><b>

18、　　5、停電報警電路</b></p><p><b>　　圖七：停電報警電路</b></p><p>　　報警電路由可控硅3CT1組成的電子開關(guān)和晶體管3DG6、3AX81組成的音響告警器組成。因2CW4穩(wěn)壓值為10V，當電網(wǎng)電壓有電時，可控硅3CT1的控制極和陰極之間的電壓VCT<0.3CT1截止l當電網(wǎng)電壓斷開時，VCT>0，3CT1導(dǎo)通，

19、音響告警電路工作，發(fā)出斷電報警。</p><p><b>　　6、總電路圖</b></p><p><b>　　圖八：總電路圖</b></p><p>　　該電路由測溫電路、控溫電路和停電報警電路等組成。測溫電路為一個非平衡式電橋，并用50μA的表頭進行指示。電橋的一臂是具有負溫度系數(shù)、且靈敏度高的熱敏電阻MF51。隨著感

20、應(yīng)溫度的不同，MF51的阻值也隨著變化，相應(yīng)橋上A、B兩點間的電位也隨之變化．通過50ttA表頭的指針變化來反映溫度的變化。若采用分度值為0.1℃的標準水銀溫度計測量感應(yīng)溫度，在50μA的表頭的刻度盤上標明與電流相對應(yīng)的溫度值，則可由表頭的電流指示來判斷感應(yīng)溫度。</p><p>　　控溫電路包括電壓比較器F007和功率驅(qū)動器3DG12。電位器W1用來設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)W1即可改變C點的電壓。溫度較低時，MF51對應(yīng)

21、的阻值很大，相應(yīng)B點電壓高于C點電壓，即VBC>0。此時運算放大器F007輸出正電壓，使晶體管3DG12導(dǎo)通，繼電器吸合，接通加熱器電源，進行加熱，溫度升高。隨著溫度的上升，MF51的阻值減小，相應(yīng)B點電位降低，當降到VBC<0時，F(xiàn)007翻轉(zhuǎn)，輸出負電壓，使3DG12截止，繼電器釋放，斷開加熱器的電源電路，停止加熱，恒溫箱內(nèi)溫度停止上升。當溫度再次降到VBC>0時，又重復(fù)加溫，這樣周而復(fù)始，把溫度控制在設(shè)定值上。&l

22、t;/p><p>　　報警電路由可控硅3CT1組成的電子開關(guān)和晶體管3DG6、3AX81組成的音響告警器組成。因2CW4穩(wěn)壓值為10V，當電網(wǎng)電壓有電時，可控硅3CT1的控制極和陰極之間的電壓VCT<0.3CT1截止l當電網(wǎng)電壓斷開時，VCT>0，3CT1導(dǎo)通，音響告警電路工作，發(fā)出斷電報警。</p><p>　　七、系統(tǒng)所需的元器件</p><p><

23、;b>　　八、課程設(shè)計感想</b></p><p>　　1、通過這次課程設(shè)計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。2、在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。3、我沉得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所

24、以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過課程設(shè)計讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。所以這個期末測試之后的課程設(shè)計對我們的作用是非常大的。4、經(jīng)過兩個星期的實習(xí)，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我

25、們也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習(xí)必將成為我人生旅途上一個</p><p><b>　　九、參考文獻資料</b></p><p>　　1、 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，1997&l

26、t;/p><p>　　2、李振聲.實驗電子技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2001</p><p>　　3、盧結(jié)成，高世忻等.電子電路實驗及應(yīng)用課題設(shè)計[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2002</p><p>　　4、編寫委員會.中國集成電路大全[M].北京：國防工業(yè)出版社，1985</p><p>　　5、梁宗善.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計[

27、M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，1995</p><p>　　6、高吉祥主編.《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計》第二版[M]. 北京：國防科技大學(xué) </p><p>　　7、陳大欽主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗－電子電路實驗.設(shè)計.仿真》第二版[M]. 武漢：華中理工大學(xué)</p><p>　　8、童詩白、華成英主編《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第三版[M]. 北京：清華大學(xué)</p