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电路温度控制温度传感控制和保护的电路设计电路温度控制是现代电子设备中一个非常重要的功能。
通过控制温度，可以保证电路的正常工作和延长电子元件的寿命。
本文将介绍一种电路温度控制的设计方案，其中包括温度传感、控制和保护三个部分。
1. 温度传感部分温度传感器是电路温度控制的基础，它能够感知环境温度并将其转化为电信号。
常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。
在本设计方案中，我们选择使用半导体温度传感器。
半导体温度传感器的工作原理是根据半导体材料的温度敏感性来测量温度。
当温度升高时，半导体材料的电阻值会发生变化。
通过对电阻值进行测量和计算，可以得到相应的温度值。
2. 控制部分控制部分是根据温度传感器所测得的温度值，对电路进行相应的控制操作。
常见的控制方式包括PWM（脉宽调制）控制和PID控制。
在本设计方案中，我们采用PID控制算法进行温度控制。
PID控制是一种常用的控制算法，它根据当前的温度误差、温度积分和温度微分来计算控制输出。
通过调节PID控制器的参数，我们可以实现精确的温度控制效果。
3. 保护部分温度保护是电路温度控制中必不可少的一部分，它能够保护电路免受过热损坏。
常见的温度保护方式包括过热保护和过温警报。
在本设计方案中，我们添加了过热保护功能。
当温度超过设定的安全阈值时，电路将自动切断电源或降低功率，以避免过热造成的损坏。
同时，我们还设置了过温警报功能，当温度接近安全阈值时，电路会发出警报信号，提醒用户及时采取措施。
总结：通过上述设计方案，我们可以实现对电路温度的准确控制和全面保护。
温度传感器负责感知环境温度，控制部分使用PID算法进行精确控制，保护部分则能够避免因过热而损坏电路。
这种电路温度控制设计方案在各种电子设备中都有广泛的应用前景。
温度控制电路原理
温度控制电路原理是基于热敏元件的特性来实现的。
一个常见的温度控制电路原理是通过一个热敏电阻来感知环境温度的变化，并将变化的信号转换为电信号。
热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的元件。
当环境温度上升时，热敏电阻的电阻值下降，反之亦然。
因此，通过测量热敏电阻的电阻值，可以得出当前环境的温度。
为了实现温度控制，通常需要将热敏电阻与其他元件如运算放大器、比较器等组合在一起构成一个反馈控制系统。
该系统的作用是根据环境温度的变化，对输出信号进行调节，以实现温度的控制。
具体来说，可以将热敏电阻的电阻值与标准温度进行比较，并将比较的结果输入到比较器中。
根据比较结果，比较器可以产生一个高电平或低电平的输出信号。
该信号经过运算放大器的放大，然后通过控制器或执行器来实现温度的控制。
比如，当热敏电阻的电阻值高于设定的标准温度时，比较器将输出一个高电平信号，控制器会根据该信号来切断加热器的电源，从而降低环境温度。
当热敏电阻的电阻值低于标准温度时，比较器将输出一个低电平信号，控制器会根据该信号来打开加热器的电源，增加环境温度。
通过这样的反馈控制系统，可以实现对环境温度的精确控制。
当环境温度接近设定的标准温度时，反馈控制系统能够及时地
进行调整，以使环境温度保持在设定范围内。
除了热敏电阻，还可以使用其他热敏元件如热敏电容、热敏二极管等来实现温度控制。
它们的原理基本类似，都是通过测量热敏元件的特性来感知环境温度的变化，并通过反馈控制系统来实现温度的控制。
温控电路温度的设定原理温控电路用于控制设备或系统中的温度，它能够根据设定的温度值自动调节系统状态，以使温度保持在预定范围内。
温控电路的设定原理主要包括以下几个方面：1. 温度测量：温控电路首先需要通过传感器或其他温度测量设备来测量当前环境或系统的温度。
常用的温度测量传感器包括热敏电阻、热电偶和红外传感器等。
这些传感器在受到温度影响时会产生相应的电信号，温控电路可以通过接收和解析这些信号来获取当前的温度数值。
2. 温度设定：温控电路中需要设定一个或多个目标温度值，这些设定值用于指示系统需要保持的温度范围。
例如，在家用空调中，用户可以设定期望的室内温度为25摄氏度。
3. 温度比较：温控电路通过将当前温度数值和设定温度值进行比较，以确定系统是否需要进行调节。
当当前温度大于设定温度时，温控电路会判断系统需要降温，相反，当当前温度小于设定温度时，温控电路会认为系统需要加热。
4. 控制输出：根据比较结果，温控电路将做出相应的控制输出。
通常情况下，温控电路会输出一个开关信号，根据需要开启或关闭对应的控制设备，如冷却风扇、加热器、压缩机等。
比如在空调系统中，当室内温度高于设定温度时，温控电路会发送信号给压缩机，使其开始工作以降低温度。
5. 反馈控制：为了实现更精确的温度控制，温控电路通常还会采用反馈控制的方式。
通过不断地检测和调整温度，温控电路能够及时反馈温度的变化，并根据反馈信息调整控制输出，以使系统能够更快速和精确地达到设定的温度值。
温控电路的设定原理基于控制理论中的反馈控制原理，并结合具体的传感器、比较器、控制器等电子元件来实现。
其核心思想是根据温度测量值和设定值之间的差异来控制系统输出，使温度保持在合适的范围内。
其中，温度测量和设定是关键的输入，而比较和控制输出是温控电路实现系统控制的核心。
总结起来，温控电路的设定原理是通过温度测量、温度设定、温度比较和控制输出等步骤，以实现对系统温度的自动控制。
这一原理在诸多领域和设备中得到了广泛应用，从家电中的空调、电冰箱到工业设备中的热处理系统都需要使用温控电路来实现精确的温度控制。
设计一个温度监测和显示报警电路温度监测和显示报警电路是一种用于监测环境温度并在超出设定温度范围时发出声音或光提示的电路。
它广泛应用于各种需要对温度进行实时监测和控制的场合，例如工业生产、仓储管道、实验室等。
下面，我将详细介绍一个基于温度传感器、控制IC和蜂鸣器的温度监测和显示报警电路的设计方案。
设计材料准备：1.温度传感器（例如DS18B20）2.控制IC（例如LM35）3.蜂鸣器4.面包板5.连接线6.电阻7.LED电路连接：1.将温度传感器的三个引脚（VCC、GND、DATA）分别连接到面包板上的电源模块（+5V、GND）和数字引脚上。
2.将控制IC的电源引脚（VCC、GND）连接到面包板的电源模块上。
3.将蜂鸣器的两个引脚连接到面包板的数字引脚上。
4.将LM35的输出引脚连接到面包板的模拟引脚上。
5.将一个电阻连接到LED的负极，再将另一端连接到面包板上的数字引脚上。
电路原理：1.温度传感器和控制IC共同组成了温度检测模块。
温度传感器负责检测环境温度，并将温度值以数字信号传递给控制IC。
2.控制IC负责接收温度传感器的数据，并将其转换为模拟信号，通过模拟引脚输出。
3.模拟信号经过一个电阻划定电流范围，并将电流传递给LED，控制LED的亮度，实现温度的可视化显示。
4.如果温度超出设定的范围，控制IC将通过数字引脚控制蜂鸣器发出声音报警。
电路设计思路：1.首先，根据具体需求确定温度报警的上限和下限。
2.将温度传感器的引脚连接到面包板上。
3.根据温度传感器的规格书和控制IC的数据手册，确定它们的使用电压范围。
4.根据温度传感器和控制IC的电压需求，选择适当的电源模块供电。
5. 连接电路后，利用Arduino等开发板进行代码编写，实现温度的实时监测。
6.编写代码，让控制IC判断当前环境温度是否超出设定的温度范围。
7.根据超出设定温度范围与否的判断结果，控制蜂鸣器的状态。
在设计和搭建电路时需要注意的一些问题：1.确保连接的准确性，例如正确连接传感器的引脚。
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业的逐步改造，温度自动检测和显示功能在很多领域得到广泛应用。
人们在温度检测的准确度、便捷性和快速等方面有着越来越高的要求。
而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求，其渐渐被新型的温度传感器所代替。
本文设计了一个温度检测报警器电路。
采用单片机AT89C51和温度传感器DS18B20组成温度自动测控系统，可根据实际需要任意设定温度值，并进行报警和处理,通过LM016L显示温度。
本文是从测温电路、主控电路、报警电路以及驱动电路等几个方面来设计的。
该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。
另外，还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
此设计的优点主要体现在可操作性强，结构简单，拥有很大的扩展空间等。
关键词：AT89C51；DS18B20；LM016L；报警电路With the rapid development of modern information technology and traditional industrial transformation,the system of temperature automatic measurement and display system is widely used in many fields.people have a rising demand in temperature measurement accuracy,convenient, and velocity.Traditional temperature sensors have been unable to meet the people's demands,and have gradually been replaced by new-type temperature sensors.This article designs a temperature detection circuit,using a micro-controller AT89C51 and temperature sensor DS18B20,which composes temperature automatic control system,and temperature values can be setted according to the actual need and be controlled in time,then display temperature through LM016L.This design analysis the function in several parts,like temperature measurement circuit,control circuits,alarm circuits,driver circuit and so on.The device can directly transfer digital signal to the single-chip and make it convenient to process and control.In addition,it can also directly measure temperature with temperature measurement device,then largely simplify data transmission and process.The advantage of this design are mainly reflected in the stronger maneuverability,simple structure and larger room for expansion.Keywords:AT89C51;DS18B20;LM016L;alarming circuit目录第一章绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 选题的目的及意义 (1)1.3 论文结构 (2)第二章设计的整体方案 (3)2.1 设计的主要内容 (3)2.2 设计性能要求 (3)第三章模块设计和器件的选择 (4)3.1 单片机的选择 (4)3.2 温度采集模块设计 (8)3.3 温度显示模块设计 (15)3.4直流电机驱动模块 (19)第四章系统电路设计 (21)4.1 主电路程序 (21)4.2 晶振复位电路 (21)4.3 温度采集电路 (24)4.4 按键电路 (26)4.5驱动电路 (26)4.6 报警电路 (27)4.7 电源电路 (28)第五章软件仿真 (30)5.1 软件介绍 (30)5.2 仿真过程 (30)第六章体会与展望 (34)6.1 设计总结 (34)6.2 设计前景 (34)附录A 系统总图 (36)附录B 系统程序 (37)参考文献 (53)外文资料 (65)致谢 (73)第一章绪论1.1 选题的背景随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。
温度控制自动调节电路（考核部分）原理图7107组成的显示测量电路（了解部分）原理图功能原理介绍一、温度显示及温度控制装置1．功能说明温度显示及温度控制电路可以实现温度显示和温度控制功能。
2．电路功能简介温度控制及温度报警装置由电源、温度设定、温度显示、温度控制、直流电压表电路等组成。
（1）温度设定部分接通电源，调节RP41，RP42可以设定预置温度。
（2）实时温度显示部分本电路采用LM35作为温度传感器，此传感器能产生10mV/℃电信号。
（3）温度控制电路接通电源，RT41发热电阻得电加热，当温度达到设定温度，第一级运放比较器发出信号，经第二级及VT41推动，驱动风扇降温。
当温度降至设定温度以下，风扇停止。
（4）直流电压表电路本电路采用7107构成基本直流电压表，电压信号从31脚输入，由7107直接转换成3.5位数字信号，送至数码管显示。
二、电路主要元件介绍及用法说明(1)3296电位器的结构如下图，用法：电位器有三个接头，两端和引脚2各一个，往哪边转阻值变大，取决于引脚2与哪边端头相连接。
(2) LM35温度传感器结构及接线方法如下图，电压范围3~30V，此传感器能产生10mV/℃电信号。
(3)LM358双运算放大器的结构如下图，用法：可通过配置相应的电阻、电容(如上原理图中的U42)使之构成比较器和放大器。
(4)ICL7107：3位半数字表头芯片。
ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMOS大规模集成电路，它的最大显示值为1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1个字。
其典型连接应用方式如下图。
(5)使用注意事项：如果LM35温度传感器一直无风扇降温（误操作导致），会导致显示部分输入电压过高溢出，此时应立刻断电，否则显示驱动芯片ICL7107将会烧坏。
三、电路工作原理(1)接通-5V和12V电源，把J3的插针用跳线帽使1(TP2)和2相连，调节RP41，RP42即调节输入电压设置预置温度，电压信号从31脚输入，由7107直接转换成3.5位数字信号，送至数码管显示;(2)把J3的插针用跳线帽使2和3(TP1)相连，水泥电阻RT41逐渐发热导致温度传感器LM35产生电压(10mV/℃)上升，数码管实时显示其温度值，当产生的电压大于(1)中设置的基准电压时，经过比较器LM358 U42A，使得LM358的”1”引脚输出高电平VCC，此电压经过放大器LM358 U42B(可通过调节电位器RP44的电阻值来调节放大倍数)使电压放大即VT41三极管的基极控制端电压升高到导通电压，从而使三极管VT41集电极和发射极导通，从而使风扇J2导通启动，风扇启动后对水泥电阻RT41降温导致温度传感器LM35产生电压(10mV/℃)下降，一段时间后导致产生的电压小于(1)中设置的基准电压，使得比较器的”3”引脚电位小于”2”引脚电位,导致其”1”引脚输出低电平，此时经过放大器LM358 U42B放大的电压(即VT41三极管的基极控制端电压)达不到VT41三极管导通电压，导致三极管VT41关闭，即风扇得不到电压而停止；然后，水泥电阻RT41逐渐发热，如此循环，形成了温度的自动控制。
1：温度传感器信号：输入信号：1～5V DC或4～20mA DC供电电源：24V±2.4V DC或220V±22V，50Hz输出电压：24V DC2：输入形式：1热电偶B）400～1800℃S）0～1600℃K）0～1300℃E）0～800℃T）-200～300℃2热电阻Pt100-200～500℃Cu500～150℃3：温度传感器介绍：热电阻热电偶铂热电阻元件的工作原理是在温度作用下，铂电阻丝的电阻值随之变化而变化的原理。
可用于测量-200～800℃范围内的温度。
其优点是：电气性能稳定，温度和电阻关系近于线性，精度高。
铂电阻元件可与显示仪、记录仪、调节器、扫描仪、数据记录仪以及电脑配套进行精确的温度测量和控制。
热电偶具有能弯曲、耐高温、热响应时间快和坚固耐用等特点，它和工业用装配式热电偶一样，作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用，同时，亦可以作为装配式热电偶的感温元件，它可以直接测量各种生产过程中从0℃～1000℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面的温度。
工作原理铠装热电偶的工作原理是由两种不同成份的导体两端经焊接，形成回路，直接测温端叫测量端，接线端叫参比端。
当测量端和参比端存在温差时，就会在回路中产生热电流，接上显示仪表，仪表上就会指示出热电偶所产生的热电动势的对应温度值。
铠装热电偶的热电动势将随着测量端的温度升高而增长，热电动势的大小只和铠装热电偶导体材质以及两端温差有关，和热电极的长度，直径无关。
温度变送器：用于将温度传感器（热电偶、热电阻）输出的信号转换为4-20mA标准输出信号。
输入：热电偶K型、E型、B型、S型、T型、N型；热电阻Pt100Cu100Cu50 。
输出：在量程范围内输出4-20mA直流信号与热电阻的输入的电阻信号成线性；与热电偶的输入的毫伏信号成线性。
热电偶输出的是毫伏信号，变送器是把这个毫伏信号放大处理成你需要的4-20mA 或者0-10信号。
温度测量、控制用NTC热敏电阻器
外形结构
环氧封装系列NTC热敏电阻
玻璃封装系列NTC热敏电阻
应用电路原理图
温度测量（惠斯登电桥电路）
温度控制
应用设计
•电子温度计、电子万年历、电子钟温度显示、电子礼品；
•冷暖设备、加热恒温电器；
•汽车电子温度测控电路；
•温度传感器、温度仪表；
•医疗电子设备、电子盥洗设备；
•手机电池及充电电器。
温度补偿用NTC热敏电阻器
产品概述
许多半导体和ICs有温度系数而且要求温度补偿，以在较大的温度范围中达到稳定性能的作用，由于NTC热敏电阻器有较高的温度系数，所以广泛应用于温度补偿。
主要参数
额定零功率电阻值R25 (Ω)
R25允许偏差（%）
B值(25/50 ℃)/（K）
时间常数≤30S
耗散系数≥6mW/ ℃
测量功率≤0.1mW
额定功率≤0.5W
使用温度范围 -55 ℃ ~+125 ℃
降功耗曲线：
应用原理及实例。
温度开关工作原理
温度开关是一种能够通过检测温度变化来控制电路开关状态的装置。
通常由温度感应元件和控制电路组成。
工作原理如下：
1. 温度感应元件：温度开关通常使用温度感应元件，如热敏电阻（PTC或NTC）、温度传感器（如热电偶或热敏电阻）等。
这些感应元件具有随温度变化而产生相应电阻或电压变化的特性。
2. 控制电路：控制电路用于检测温度感应元件的电阻或电压变化，并根据设定的温度阈值来控制电路的开关。
控制电路通常包括比较器、放大器、开关电路等。
当温度超过设定阈值时，控制电路会输出信号，将电路切换到关闭状态或打开状态。
3. 温度控制：温度开关可用于实现自动温度控制。
当温度超过设定阈值时，控制电路将触发，关闭电路或切断电源，从而防止温度进一步升高。
当温度降低到阈值以下时，控制电路将再次触发，打开电路或恢复电源，从而恢复正常工作。
总之，温度开关通过检测温度感应元件的电阻或电压变化，并根据设定的温度阈值来控制电路的开关状态，以实现温度控制和保护的功能。
温控电路的工作原理
温控电路是一种能够自动调节温度的电子装置。
它通常由温度传感器、比较器、控制元件和执行元件组成。
温度传感器是温控电路的关键部分，它能够感知周围环境的温度，并将所测得的温度信息转换成电信号。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和温度传感器芯片等。
传感器将温度转化为电信号后，将信号传送给比较器。
比较器是温控电路的核心部分，它用于将传感器输出的电信号与预设的参考电压进行比较。
比较器将传感器信号与参考电压进行比较后，会产生一个开关信号，用于控制执行元件的工作状态。
控制元件根据比较器输出的开关信号来决定执行元件的工作状态。
控制元件可以是继电器、场效应管或三极管等。
当比较器输出高电平时，控制元件会通电，执行元件开始工作；而当比较器输出低电平时，控制元件断电，执行元件停止工作。
执行元件是温控电路中实际执行调节温度的部分。
常用的执行元件是电热丝或风扇等，它们能够根据控制元件的开关信号来提供加热或散热功能，从而调节温度。
当温度传感器检测到温度高于或低于设定温度时，比较器会发送一个开关信号给控制元件，控制元件则相应地启动或关闭执行元件，以达到调节温度的目的。
反之，当温度达到设定温度时，比较器将不再发送开关信号，控制元件停止通电，执行元
件停止工作。
总的来说，温控电路通过温度传感器感知温度，比较器对传感器输出的信号与参考电压进行比较，然后根据比较结果控制执行元件的工作状态，以实现自动调节温度的功能。
课程设计课程名称测控电路课程设计_____ 题目名称温度检测及控制电路_ 学生学院信息工程学院_______ 专业班级学号学生姓名指导教师2014年1 月1日广东工业大学课程设计任务书题目名称温度检测及控制电路学院信息工程学院专业班级测控技术与仪器专业光机电一体化方向11（1-2）姓名关汉记学号3111002392一、课程设计的内容1、设计内容（1）详细分析集成运算放大器构成的差动放大器工作原理及调零过程；（2）把测量得到的数据输入Matlab，用Matlab画出测温放大电路温度－电压关系曲线及比较器电压传输特性曲线；（3）详细分析电路中滞回比较器的电压传输特性对温控电路的作用和影响；（4）计算差动放大电路的电压放大倍数，计算所实现电路的滞回门限宽度；（5）详细分析测温电桥的工作原理；（6）分析如何设定温度控制点。
2、电路仿真根据温度检测及控制电路工作原理，选用相应软件实现电路的仿真，并画出电路各点的信号波形，观察电桥输出、差动放大器输出及比较器输出信号随温度的变化趋势。
3、使用Protel绘制电路原理图，布局PCB板，使用热转印或者曝光方法制作电路板，根据系统原理图及所选择的元件及参数，购买相应元器件，完成电路焊接、调试。
二、课程设计的要求与数据1、完成温度检测及控制电路的设计与制作；2、讨论与分析，制作与调试，演示与答辩，提交设计报告。
三、课程设计应完成的工作1、电路原理图设计；2、电路工作原理分析；3、电路参数计算与分析；4、电路原理仿真；5、电路制作、调试；6、撰写设计报告；7、实物演示与答辩。
四、课程设计进程安排序号课程设计各阶段内容地点起止日期1 布置设计安排；讲授设计内容；说明设计要求待定13．12．23上午2 方案设计、分析与比较实验楼1-41213．12．23下午3 确定方案和电路参数，理论计算、分析与仿真实验楼1-41213．12．244 绘制电路原理图；电路制作、调试；实验楼1-41213．12．255 撰写设计报告；实验楼1-41213．12．266 实物演示、答辩、成绩评定实验楼1-41213．12．27五、应收集的资料及主要参考文献1.张国雄等编。
测控电路，机械工业出版社，2001.8.2.赵负图主编，现代传感器集成电路，人民邮电出版社，2000.1.3.刘征宇主编，线性放大器应用手册，福建科学技术出版社，2005.1.4.蔡锦福等编，运算放大器原理与应用，科学出版社，2005.7.5.自编，测控电路设计型实验任务书.发出任务书日期：2013年12月20日指导教师签名：计划完成日期： 2013年12月20日系主任签名：主管院长签名：摘要温度是一个与人们生活和生产密切相关的重要物理量。
温度测量与控制电路实在实际应用中相当广泛的测量电路，温度的测量和控制技术应用十分广泛。
在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动的控制、调节该系统的温度。
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只是，从基本的单元电路出发，实现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。
关键词：测量、控制、温度目录广东工业大学课程设计任务书 (2)一、课程设计的内容 (2)二、课程设计的要求与数据 (2)三、课程设计应完成的工作 (3)四、课程设计进程安排 (3)五、应收集的资料及主要参考文献 (3)摘要 (4)目录 (5)引言 (6)设计目的与意义和任务分析 (6)1.设计目的与意义 (6)2.任务分析 (6)设计概述 (7)1.电路原理 (7)（1）测温电桥 (7)（2）差动放大电路 (7)（3）滞回比较器 (8)2.调试分析 (9)1)差动放大器 (10)2)桥式测温放大电路 (10)3）滞回比较器 (11)4)温度检测控制电路整机工作状况 (12)实际电路图 (13)分析与计算 (14)数差动放大电路的放大倍A (15)温度系数K (15)门限电压 (15)心得体会 (16)参考文献 (19)引言在现代化的工业生产以及生活应用中，电流、电压、温度等都是常用的主要应用参数。
随着时代的发展以及科学技术的进步，智能化自动控制无疑是人们追求的目标，它给人们带来的方便也是无可计量的，其中温度检测及控制电路就是一个典型的例子，它在生产调控、信息、电子、物流、日常应用等许多领域都有广泛的应用。
随着人们对自动化要求的提高，期望为现代人工作生活环境提供更好、更方便的设施，因此对它的研究也越来越多。
近年来,温度检测及控制电路的应用已经普及到了人们生活中的各个方面，为我们的生活带来了很多的便利之处。
因此，对于温度的检测以及电路控制的研究是非常有必要的。
设计目的与意义和任务分析1.设计目的与意义《测控电路》课程设计是测控电路课程体系的一个重要环节，是按照《控电路设计与实践》教学大纲要求所进行的重要实践教学内容，是引导学生把基础理论与实际应用相结合的一个必不可少的中间环节。
通过本设计，要求学生利用所学的基础理论，从设计步骤、设计表达、实际电路调试等方面，全面掌握相关温度检测及控制的设计与调试技术，培养学生综合运用所学知识进行工程设计的能力，包括动手能力，独立思考能力，以及分析和解决工程实际问题等能力。
2.任务分析本次课程设计的任务，主要是通过设计电路图，完成一个温度检测及控制电路的设计与制作。
设计概述1.电路原理电路如图1所示，它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC元件）Rt 为一臂组成测温电桥，其输出经测量放大器放大后由滞回比较器输出“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UR即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器的滞回宽度确定。
图1 温度监测及控制实验电路（1）测温电桥由R1、R2、R3、RW1及Rt组成测温电桥，其中Rt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（温度越高，阻值越小），而温度系数又与流过它的工作电流有关。
为了稳定Rt的工作电流，达到稳定其温度系数的目的，设置了稳压管DZ 。
RW1可决定测温电桥的平衡。
（2）差动放大电路由A1及外围电路组成的差动放大电路，将测温电桥输出电压△U按比例放大。
其输出电压B 6564W274A 4W2701))(()(U R R R R R R R U R R R U +++++-=当R 4＝R 5，（R 7+R W2）=R 6时)A B 4W2701(U U R R R U -+=R W3用于差动放大器调零。
可见差动放大电路的输出电压U 01仅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U 01输入由A 2组成的滞回比较器。
滞回比较器的单元电路如图2所示，设比较器输出高电平为U 0H ，输出低电平为U OL ，参考电压UR 加在反相输入端。
图2 同相滞回比较器当输出为高电平U 0H 时，运放同相输入端电位：0H F22i F 2F H U R R R u R R R u +++=+当u i 减小到使u +H ＝U R ，即：OH F2R F F 2TL i U R RU R R R u u -+== 此后，u i 稍有减小，输出就从高电平跳变为低电平。
当输出为低电平U 0L 时，运放同相输入端电位OL F22i F 2F L U R R R u R R R u +++=+当u i 增大到使u +L =U R ，即：OL F2R FF2TH i U R R U R R R U u -+== 此后，u i 稍有增加，输出又从低电平跳变为高电平。
因此U TL 和U TH 为输出电平跳变时对应的输入电平，常称U TL 为下门限电平，U TH 为上门限电平，而两者的差值：)(＝－＝ΔOL OH F2TL TR T U U R R U U U - 称为门限宽度，它们的大小可通过调节R 2/R F 的比值来调节。
图3 电压传输特性图3为滞回比较器的电压传输特性。
由上述分析可见差动放大器输出电压u O1，与A 2组成的滞回比较器反相输入端的参考电压U R 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，A 2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。
反之，为同相输入信号小于反相输入端电压时，A 2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R W4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。
2.调试分析按图1，连接实验电路，各级之间暂不连通，形成各级单元电路，以便各单元分别进行调试。
（务必掌握这种调试电路的方法）1)差动放大器差动放大电路如图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R W3使U O ＝0。
（2）去掉A 、B 端对地短路线，从A 、B 端分别加入不同的二个直流电平。
当电路中R 7+R W2=R 6，R 4＝R 5时，其输出电压)(A B 4W270U U R R R u -+=在测试时，要注意加入的输入电压不能太大，以免放大器输出进入饱和区。
图4 差动放大电路（3）将B 点对地短路，把频率为100Hz 、有效值为10mV 的正弦波加入A 点。
用示波器观察输出波形。
在输出波形不失真的情况下，用交流毫伏表测出u i 和u 0 的电压。
算得此差动放大电路的电压放大倍数A 。
2)桥式测温放大电路将差动放大电路的A 、B 端与测温电桥的A '、B '端相连，构成一个桥式测温放大电路。
（1）在室温下使电桥平衡在实验室室温条件下，调节R W1，使差动放大器输出U 01＝0（注意：已调的R W3不能改变）。
（2）温度系数K （V/C ）为使实验简易可行，可用温度计测量室温T ，同时测量输出电压u 01，温度系数K 也定为一个常数，具体参数填入表1。
表1温度T （℃） 22 25 30 35 40 输出电压 U 01（V ）1.823.013.704.12从表1中可得到K ＝△U /△T 。
（3）桥式测温放大器的温度－电压关系曲线图5 温度－电压关系曲线根据前面测温放大器的温度系数K ，可画出测温放大器的温度－电压关系曲线，实验时要标注相关的温度和电压的值，如图5所示。
从图中可求得在其它温度时，放大器实际应输出的电压值，也可得到在当前室温时，U 01实际对应值U S 。
（4）重调R W1，使测温放大器在当前室温下输出U S 。
即调RW1，使U 01＝U S 。
3）滞回比较器滞回比较器电路如图6所示。
（1）直流法测试比较器的上下门限电平首先确定参考电平U R 值，调R W4，使U R ＝2V 。
