内容发布更新时间 : 2024/6/26 15:56:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

【课题名称】温度测量与控制电路 【摘要】

温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识，同时综合温度传感器的相关应用，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。总体设计中的主要思想：一、达到设计要求；二、尽量应用所学知识；三、设计力求系统简单可靠，有实际价值。{陈涛的部分}AD转换部分使用集成芯片AD574A；二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现；显示译码部分用74LS48和数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用74LS160十进制加计数器和锁存器74LS175实现；温度的判断比较数值比较器74LS85的级联实现；通过使用74LS160和ADG508F实现了多路温度循环监测功能。{声光报警部分}温度控制执行部分采用555构成的单稳态电路，提高了加热系统与降温系统的稳定性和实用性。

【关键词】：温度传感器 A/D转换 控制温度 声光报警 二进制转BCD 译码显示 【设计要求】

1. 测量温度范围为200C～1650C，精度?0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调；

4. 温度超过设定值时，产生声光报警 【正文】

一、系统概述和总体方案论证与选择

方案A.

如图1-1所示，温度传感器部分将温度线性地转变为电压信号，经过滤波放大，一路输入A/D转换电路，经过译码进行数字显示，另一路与滑变分压经过电压比较器进行比较输出高低电平指示信号，温度控制执行模块和声光报警部分。

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图1-1 总体方案A

方案B.

如图1-2所示，温度传感和A/D转换，译码显示，温控执行和报警均与方案A相同，不同处在于控制温度设定方式和温度超限判断方式。方案A的超限判断模块和控制温度设定主要使用模拟信号，该方案易受外界干扰如使用环境温度等因素，另外由滑变设定温度不易调节精确，实际中，若采用电池供电，电源电压的变化会影响其温控范围的准确性。方案B主要采用数字芯片逻辑控制实现，其工作的稳定性准确性和功能扩展性较强。

图1-2 总体方案B

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二、单元电路设计 （一）温度传感模块

（一） 关于温度传感方法的选择

常用的具有传感功能的电路，有利用铂电阻，利用二极管，利用三级管，利用铂电阻，或直接利用现有的具有温度传感功能的芯片。

1利用铂电阻测温度

原理： 铂电阻的组织随温度的变化而变化，通过电阻两端电压的变化来反映温度的变化。 把电阻两端电压变化的信号经过处理后，就可以和预设电压进行比较，并显示。

其电路如图1-1所示

图1-1 铂电阻测温电路的传感部分（其中R1为铂电阻）

排除理由：热电阻在一定的范围内，有良好的线性关系，但是这个范围很窄，达不到课

题要求的范围。而如果进行电阻线性化，则电路更加复杂，而且由于测温需要相对精确，为避免过多电路造成噪声等不利影响，将这个方案排除。

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2 利用二极管测温度

原理：和铂电阻相似，但是利用的是二极管电压随温度变化而变化。使用中可以利用桥

路将其连接（如图1-2所示），并用放大器放大后输出。这样的测温电路简易且实用。

排除理由：灵敏度不高，变化范围太窄，线性化不是很好。

3 利用三极管测温度

原理：利用了硅晶体管的基极和发射极之间的负温度系数，如图1-3所示。

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图1-3三级管测温度电路图

排除理由：灵敏度不高，可以用作判断报警，但不宜用于测量温度。 4现有的温度传感芯片

原理：现有的芯片如LM335，AD590，LTC1052等。

排除理由：其工作电压范围最大为125℃，超过后虽然也有一定的线性关系，但若用于

精度较高的测量温度电路就不太可行了。

5热电偶测温法

原理：如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫做测量端，接线端子叫做

参比端，当两端存在温差时，就会在回路中产生电流，即塞贝克效应。热电势的大小只与热电偶导体材质以及两端温度有关。与热电偶导体的长度和直径无关。

热电偶测温电路是以热点偶为基础进行测温。

采用理由：热偶在很大范围内线性非常明显，且测温范围广，响应速度快，抗干扰性强，

所以最终选择了用热电偶组成传感电路。

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