温度监测及控制电路

南华大学电气工程学院《电子技术课程设计》设计题目：水温控制电路设计专业：电气工程及其自动化学生姓名: 张宏毅＿＿＿＿＿学号: ***********起迄日期:2012年1月3日2012年1月13日****:**教研室主任：管金云《电子技术课程设计》任务书2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。

要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。

3．主要参考文献：[1] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997[2] 毕满清.电子技术实验与课程设计[M].北京：机械工业出版社，1995[3] 陈明义.电工电子技术课程设计指导[M].长沙：中南大学出版社，2002[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，20024．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容调研、资料查询1月3日~1月4日总体方案设计1月5日~1月6日单元电路设计（绘原理图、参数计算、印制电路板）1月7日~1月11日撰写设计说明书(含答辩)1月12日~1月13日主指导教师日期：年月日水温控制电路摘要：本文主要采用电压比较器对继电器的控制实行对水温的控制。

主要运用了模拟电子技术基础中的通向比例放大器，电压比较器，继电器，三极管开关电路的相关知识。

本设计实现了温度的测量和对水温的控制，具有较好的可行性和实用性。

信号通过电阻型温度传感器（RMF51-583）输入转化为电信号，在经放大器放大后与设定的电压值比较，输出正电压或负电压来实现电路的通断，间接控制继电器的工作，实现温度控制。

关键词：RMF51-583温度传感器，比较器，继电器。

Abstract：This paper adopts voltage comparator to relay control of temperature control of practice. Mainly used simulating electronics proportion of amplifiers, voltage comparator, related knowledge of relays. the design and implementation of a temperature measurement and control of temperature , good feasibility and practicality. By RMF51-583temperatue senor signal input into electrical signals in the amplifier amplification, and set the voltage, negative or positive to realize the circuit, indirect control relay, realize temperature control.Keywords: RMF51-583 temperature sensor, the comparator, relays.目录1.课程设计方案选择及说明 (6)2.电路的工作原理 (7)2.1水温监测电路和水温范围测量电路 (7)2.2电阻丝开关电路和显示电路 (9)2.3 电源电路 (13)2.4 电路原理图分析 (15)3.设计总结 (19)参考文献 (19)附录 (20)附录一 (20)附录二 (21)附录三 (22)1.课程设计方案选择及说明系统组成框图简易水温控制电路的总体框图如图1所示。

题目：基于DHT11的温湿度监测电路设计基于DHT11的温湿度监测电路设计摘要本次设计是采用MSC-51系列单片机中的AT89S51和DHT11构成的低成本的温湿度的检测控制系统。

单片机AT89S51是一款低消耗、高性能的CMOS8位单片机，由于它强大的功能和低价位，因此在很多领域得到广泛应用。

DHT11温湿度传感器是一款含有已校准数字输出的温湿度复合传感器，传感器包括一个电阻式感湿原件和一个NTC 测温元件，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。

硬件电路主要包括单片机、温湿度传感器、显示模块、报警器以及控制设备等五部分。

其中由DHT11温湿度传感器及LCD1602字符型液晶模块构成系统显示模块；测温湿度控制电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成；用户根据需要预先输入预设值，当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时，发出报警信号（蜂鸣器蜂鸣）。

软件部分包括了主程序、显示子程序、测温湿度子程序。

关键词：AT89S51；DHT11；温湿度监测DHT11 Temperature and Humidity monitoring circuit designABSTRACTAT89S51 is a low consumption, high performance CMOS8 bit microcontroller.Because of its powerful features and low price, it is used in many areas.DHT11 temperature and humidity sensor is a temperature and humidity combined sensor containing a calibrated digital output, the sensor consists of a resistor in the original sense of wet and a NTC temperature measurement devices.The product has many advantages, such as excellent quality, fast response, strong anti-jamming capability . This design is fromed by the AT89S51 in MSC-51 Series and DHT11 constitute which is a low-cost temperature and humidity measurement and control system. The design includes the design of hardware circuit design and system software.The hardware has Five modules.They are a microcontroller, temperature and humidity sensors, display module, alarm and control equipment. The LCD1602-character LCD module constitute the system display module.The temperature and humidity control circuit by the temperature and humidity sensors and preset temperature alarm circuit.According to the need of pre-enter the default value, when the actual measurement of the temperature humidity does not conform the preset temperature and humidity standards, send the alarm signal (buzzer will beep).The software part includes the main program, the display routines, temperature and humidity subroutine.Key words：AT89S51 ；DHT11 ；Temperature and humidity monitoring.目录1 前言 (1)1.1本文研究的背景及意义 (1)1.2研究任务和主要内容 (1)1.2.1本系统要完成任务 (1)1.2.2主要内容 (1)2 设计任务要求分析 (2)2.1设计要求 (2)2.2系统组成 (2)2.3本章小结 (2)3 硬件设计 (3)3.1单片机模块设计 (3)3.1.1AT89S51单片机 (3)3.1.2单片机最小系统 (4)3.1.3复位电路 (4)3.1.4时钟电路 (5)3.1.5温湿度设置（按键）电路 (6)3.2显示电路 (6)3.3传感器电路 (8)3.4电源指示灯电路 (10)3.5系统的蜂鸣器电路 (10)3.6本章小结 (11)4软件设计 (12)4.1温湿度采集模块 (14)4.2显示模块 (15)4.3蜂鸣器报警模块 (15)4.4PROTUES运行结果 (16)4.5本章小结 (17)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)1 前言1.1 本文研究的背景及意义在日常生活中，温湿度监控系统应用很广泛，例如：机房、档案馆、材料加工场等场所，都必须严格控制环境的温度和相对湿度，使其保持在一定的范围。

基于电压比较器的温度控制电路设计方案基于电压比较器的温度控制电路设计方案一、引言在现代工业和生活中，温度控制是一个重要的技术需求。

温度控制电路可以实现对温度的精确测量和调节，从而保持设备或环境的稳定运行。

本文将介绍基于电压比较器的温度控制电路设计方案。

二、原理介绍1. 温度传感器：温度传感器是测量环境或设备温度变化的关键部件。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和半导体传感器等。

2. 电压比较器：电压比较器是一种能够将输入信号与参考电压进行比较，并输出高低电平信号的集成电路。

在温度控制电路中，可利用其作为一个判断条件，实现对温度变化的检测和调节。

三、设计步骤1. 确定需求：首先需要明确所需控制的目标温度范围、精确度要求以及所使用的传感器类型。

2. 选择传感器：根据需求确定合适的传感器类型，如热敏电阻或半导体传感器，并根据其特性选择合适的工作电压和输出电压范围。

3. 设计参考电压源：根据传感器的输出范围，设计一个稳定的参考电压源。

可以使用稳压二极管、运放等元件来实现该参考电压源。

4. 设计比较器：根据传感器输出和参考电压，设计一个合适的比较器电路。

常见的比较器有单端输入、双端输入和窗口比较器等。

5. 输出控制信号：根据比较器输出信号的高低电平，设计一个适当的控制信号输出电路。

可以使用继电器、晶体管或场效应管等元件来实现对温度控制设备的控制。

四、具体设计方案1. 选择热敏电阻作为温度传感器，其特性为阻值随温度变化而变化。

工作范围为-50℃至150℃，输出范围为0V至5V。

2. 设计参考电压源：使用稳压二极管和滤波电容构成一个稳定的5V 参考电压源。

3. 设计比较器：选择双端输入型比较器LM393，其具有良好的抗干扰能力和高速响应特性。

将传感器输出与参考电压输入到比较器的两个输入端，通过比较器输出判断温度高低。

4. 输出控制信号：使用继电器作为控制信号输出元件，当比较器输出高电平时，继电器闭合，控制温度控制设备工作；当比较器输出低电平时，继电器断开，停止温度控制设备的工作。

电子体温计的设计与制作单元电路设计与计算说明总体方案设计（1）根据温度范围和精度选择NTC热敏电阻，确定其型号，根据电阻特性设计采集放大电路，利用运算放大器将温度信号转换为电压信号，设计电路时，因为单片机采集电压在0～2.5V，所以输入的测量范围为35～42℃，对应输出0～2.5V。

（2）采集完成以后输入单片机ATmega16的A/D口，对模拟量进行采样，转化为数字信号，单片机对采集的信号进行处理，根据采集的信号与温度的数学关系，将电信号转化为温度值[2]。

（3）用液晶屏显示出温度值。

（4）所需的电源功率足够小，能够利用开关电源供电。

电子体温计系统大多主要使用3V直流电源。

总体方案系统设计框图如图1-1所示。

一．测温电路的设计（1）NTC热敏电阻介绍1.热敏电阻是利用半导体的阻值随温度变化这一热性而制成的，分为NTC（负温度系数）热敏电阻、PTC(正温度系数)热敏电阻两大类。

PTC热敏电阻电阻值随温度的升高而增大，NTC热敏电阻电阻值随温度的升高而降低[5]。

2.正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。

3.负温度系数热敏电阻其电阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小，温度越高，电阻值越小。

4.NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。

通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻，简称NTC 热敏电阻。

5.NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小。

6.NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低[6]。

温度检测与控制实验系统设计任务书设计参数：被测温度1200C,最大误差不超过±1℃,设计要求：(1).被控对象为小型加热炉，供电电压220VAC,功率2KW,用可控硅控制加热炉温度；(2).通过查阅相关设备手册或上网查询，选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备(包括设备名称、型号、性能指标等)；(3).设备选型要有一定的理论计算；(4).用所选设备构成实验系统，画出系统结构图；(5).列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等温度检测与控制实验系统设计一摘要本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。

该系统的被控对象为小 型加热炉，供电电压为220VAC,功率2KW,被测温度1200度，误差不超过±1℃。

本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度，将热电偶的输出信号直接传输到调 节器，该调节器内部集成有变送器，并且可设定给定温度值，本实验为1200度。

调节器将偏差信号变为标准的4-20MA 或l —5v 电信号。

该信号输出到调功器， 可改变晶闸管导通时间，从而调节输出平均电压的大小，实现加热炉温度的控制。

经验证此控制器的性能指标达到要求。

二系统框图本系统中，检测单元热电偶，调节器为集成变送器的数字调节器，执行器为 可控硅调功器，被控对象为加热炉，被控参数为温度。

三设备选型1热电偶热电偶要求测温度1200度，误差不超过±1℃,所以决定了只能用钳钱等贵 金属材料热电偶。

钳馅热电偶乂称高温贵金属热电偶，钳铭有单伯铭（钳铭 10-伯铭）和双祐钱（钳钱30-伯铭6）之分，它们作为温度测量传感器，通 常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用，组成过程控制系统，用以 直接测量或控制各种生产过程中0T800C 范围内的流体、蒸汽和气体介质 以及固体表面等温度。

钳籍热电偶的工作原理是伯铭热电偶是由两种不同成分的导体两 端接合成回路时，当两接合点温度不同时，就会在回路内产生热电流。

温度控制器的工作原理温度控制器是一种用于测量和控制温度的设备，广泛应用于工业生产、家庭电器、医疗设备等领域。

它能够通过感知环境温度并根据设定的温度范围来控制加热或制冷设备的运行，以维持温度在所需范围内。

温度控制器的工作原理主要包括感温元件、比较器、执行器和控制电路。

感温元件是温度控制器的核心部件，常见的有热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。

它们能够根据温度的变化产生相应的电信号。

比较器是用于比较感温元件输出信号与设定温度值之间的差异，确定控制器是否需要采取控制动作。

比较器通常由运算放大器和参考电压组成。

执行器根据比较器的输出信号来控制加热或制冷设备的运行，以调节环境温度。

常见的执行器有继电器、可控硅、三极管等。

控制电路是温度控制器的核心部分，它负责处理感温元件的信号，并根据设定的温度范围来控制执行器的动作。

控制电路通常由电路板、电源、运算放大器、比较器、执行器驱动电路等组成。

温度控制器的工作流程如下：1. 感温元件感知环境温度，并将温度转化为电信号。

2. 比较器将感温元件输出的电信号与设定温度值进行比较，得出差异。

3. 控制电路根据比较器的输出信号判断是否需要控制动作。

4. 若温度超过设定范围的上限，控制电路将启动执行器，如继电器闭合，使加热设备开始工作。

5. 若温度低于设定范围的下限，控制电路将启动执行器，如继电器断开，使制冷设备开始工作。

6. 当温度回到设定范围内，控制电路停止执行器的动作，加热或制冷设备停止工作。

温度控制器的精度和稳定性对于各种应用场合都非常重要。

为了提高温度控制的精度，可以采用更先进的感温元件、比较器和控制电路，并进行合适的校准和调试。

总结起来，温度控制器的工作原理是通过感温元件感知环境温度，比较器判断温度与设定值之间的差异，控制电路根据比较器的输出信号控制执行器的动作，从而实现对环境温度的精确控制。

这种工作原理使得温度控制器在各个领域中发挥着重要的作用，提高了生产效率和产品质量，同时也提升了生活的舒适度和安全性。

温控开关接线图及原理温控开关是一种常用的电气控制设备，它可以根据环境温度的变化来控制电路的通断，从而实现对温度的自动控制。

在日常生活和工业生产中，温控开关被广泛应用于空调、冰箱、热水器、加热设备等领域。

本文将介绍温控开关的接线图及原理，希望能为大家提供一些参考和帮助。

一、温控开关的接线图。

温控开关的接线图通常包括输入端、输出端和控制端。

其中，输入端接入电源，输出端接入负载，控制端连接温度传感器。

下面是一个常见的温控开关接线图示意图：（接线图示意图）。

在这个接线图中，L 表示电源的火线，N 表示电源的零线，COM 表示控制端的公共端，NO 表示控制端的常开端，NC 表示控制端的常闭端，1、2、3 分别表示温度传感器的接线端子。

二、温控开关的原理。

温控开关的原理是基于温度传感器的信号来控制电路的通断。

当环境温度低于设定温度时，温度传感器输出的信号会使控制端的常开端闭合，电路通电，负载开始工作；当环境温度高于设定温度时，温度传感器输出的信号会使控制端的常闭端闭合，电路断电，负载停止工作。

通过这种方式，温控开关可以实现对环境温度的自动控制。

三、温控开关的应用。

温控开关在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。

在空调中，温控开关可以根据室内温度的变化来控制压缩机和风扇的工作，实现室内温度的调节；在冰箱中，温控开关可以根据冷藏室的温度来控制压缩机和除霜器的工作，保持冷藏室内的恒温；在热水器和加热设备中，温控开关可以根据水温或加热器温度来控制加热元件的工作，实现水温或加热器温度的控制。

四、总结。

温控开关是一种常用的电气控制设备，它通过温度传感器的信号来实现对环境温度的自动控制。

温控开关的接线图和原理相对简单，但在实际应用中有着广泛的用途。

希望本文对大家了解温控开关有所帮助，谢谢阅读！。

温度报警器的工作原理
温度报警器的工作原理是通过感知环境温度的变化，当温度超过设定的阈值时，触发报警信号。

温度报警器通常包含以下组成部分：
1. 温度传感器：它能够感知环境的温度，并将温度变化转化为电信号。

2. 控制电路：控制电路接收温度传感器的电信号，并与预设的温度阈值进行比较。

一旦温度超过阈值，控制电路会触发报警信号。

3. 报警器：报警器是报警系统的输出部分，它可以是声音报警器、闪光报警器或者其他形式的报警器。

一旦控制电路触发报警信号，报警器会发出相应的警报。

当温度传感器检测到环境温度升高时，它会将这个信息传输给控制电路。

控制电路会将温度信号与预设的阈值进行比较，如果当前温度超过了阈值，控制电路会触发报警信号。

报警信号会激活报警器，发出相应的警报声或警示信号，以便提醒人们温度超过正常范围。

这样，温度报警器就可以及时发现并提示异常温度，帮助人们采取必要的措施，以避免潜在的危险或损失。

感温线工作原理及电路
感温线是一种用于测量温度的传感器，它的工作原理是基于电阻的温度特性。

感温线通常由金属或半导体材料制成，具有较高的电阻温度系数。

当感温线暴露在温度变化的环境中时，其电阻值会随温度的变化而发生相应的变化。

感温线的电路通常由一个电源、一个感温线和一个测量电路组成。

电源为感温线提供所需的电流，而测量电路用于测量感温线的电阻值，并将其转换为相应的温度值。

在感温线电路中，电源通过感温线流过一定的电流。

感温线的电阻值与温度成正比，因此可以通过测量感温线两端的电压来确定其电阻值。

测量电路通常采用电压分压或电桥等方式来测量感温线的电压，并将其转换为温度值。

感温线的工作原理可以通过以下步骤来解释：首先，电源提供电流，使感温线通电。

随着温度的变化，感温线的电阻值发生相应的变化。

接下来，测量电路测量感温线两端的电压，并将其转换为电阻值。

最后，通过查找温度-电阻特性曲线或使用校准数据，将电阻值转换为相应的温度值。

感温线具有许多优点，例如快速响应、高精度、稳定性好等。

它们广泛应用于工业控制、温度监测和自动化系统中。

感温线可以测量各种温度范围，从低温到高温都有相应的感温线可供选择。

总结一下，感温线是一种基于电阻的温度传感器，通过测量感温线的电阻值来确定温度。

感温线电路由电源、感温线和测量电路组成，通过测量感温线两端的电压来转换为温度值。

感温线具有快速响应、高精度和稳定性好等优点，被广泛应用于各种温度测量和控制领域。