電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)---小型溫度控制電路的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)</b></p><p>　　課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（一） </p><p>　　題 目： 小型溫度控制電路設(shè)計(jì) </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(jí)： 電子091 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </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(yùn)用電子器件設(shè)計(jì)和制造某種特定功能的電路以解決實(shí)際問(wèn)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(duì)電子信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù)，處理的方式主要有：信號(hào)的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。電子技術(shù)是當(dāng)今高新技術(shù)的“龍頭”，各先進(jìn)國(guó)家無(wú)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(diǎn)之一是它的實(shí)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(jì)就是電子技術(shù)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計(jì)就是針對(duì)模擬電子電路這門課程的要求所做的，同時(shí)也將學(xué)到的理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)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(diǎn)是體積小、重量輕、攜帶方便等，缺點(diǎn)是成本高，易污染。另一類是</p><p>　　二、設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)</p><p><b>　　1、課程設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　?。?）鞏固加深對(duì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力

6、。</p><p>　?。?）通過(guò)查找資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、仿真和調(diào)試、寫(xiě)報(bào)告等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。</p><p>　?。?）了解電子線路設(shè)計(jì)的過(guò)程、工藝技術(shù)規(guī)范，學(xué)會(huì)書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　（4）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。</p><p><b>　　2、課程設(shè)計(jì)任務(wù)&

7、lt;/b></p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是一門十分重要的實(shí)踐基礎(chǔ)課，學(xué)生不僅需要有較高的理論素養(yǎng)，同時(shí)也要掌握基本的設(shè)計(jì)知識(shí)和技能，為今后各課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)此設(shè)計(jì)使學(xué)生達(dá)到以下目的：</p><p>　　1.鞏固加深對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。</p><p>　　2.通過(guò)查找資

8、料、選方案、設(shè)計(jì)電路、安裝調(diào)試、寫(xiě)報(bào)告等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，熟悉設(shè)計(jì)的過(guò)程、步驟。為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。</p><p>　　3.了解電子線路設(shè)計(jì)的工程、工藝技術(shù)規(guī)范，學(xué)會(huì)書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 </p><p>　　4.了解與掌握常用電子儀器的使用方法，及簡(jiǎn)單的制版、焊接、組裝、調(diào)試工藝過(guò)程。</p><p>　　5.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅、認(rèn)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(jì)的基本要求</p><p>　　1、設(shè)計(jì)一個(gè)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(jì)原理，最佳方案。（2）畫(huà)出設(shè)計(jì)的單元電路圖，總電路圖。（3）進(jìn)行單元電路參數(shù)的計(jì)算（4）列出系統(tǒng)所采用的元器件的型號(hào)，特性。（5）分析系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，創(chuàng)新點(diǎn)。</p><p>　　四、溫度控制電路設(shè)計(jì)思路</p><p>　?。?）利用直流電源穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)提供電源。</p><p>　　（2）利用溫度傳感器將感知溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)—電壓，將電壓輸入

11、檢測(cè)橋路。</p><p>　?。?）檢測(cè)橋路檢測(cè)電壓，并把信號(hào)輸入電壓比較器。</p><p>　?。?）通過(guò)電壓比較器將最終電壓輸入驅(qū)動(dòng)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(jì)原理 </p><p>　　設(shè)計(jì)原理圖如下圖所示</p><p><b>　　圖一：設(shè)計(jì)原理圖&

12、lt;/b></p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)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?。?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(cè)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(cè)

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

15、路來(lái)測(cè)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(cè)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(jìn)行測(cè)量。</p><p><b>　　直流測(cè)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(dāng)四臂電阻R1=R2=R3=R4=R時(shí)，稱為等臂電橋；當(dāng)R1=R2=R,R3=R4=R'≠R時(shí)，稱為輸出對(duì)稱電橋；當(dāng)R1=R4=R，R2= R3=R'≠R時(shí)，稱為電源對(duì)稱電橋。</p><p><b>　　圖五：直流測(cè)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(yùn)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(gè)模擬量電壓信號(hào)和一個(gè)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(bào)警電路</b></p><p><b>　　圖七：停電報(bào)警電路</b></p><p>　　報(bào)警電路由可控硅3CT1組成的電子開(kāi)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(dāng)電網(wǎng)電壓有電時(shí)，可控硅3CT1的控制極和陰極之間的電壓VCT<0.3CT1截止l當(dāng)電網(wǎng)電壓斷開(kāi)時(shí)，VCT>0，3CT1導(dǎo)通，

19、音響告警電路工作，發(fā)出斷電報(bào)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(cè)溫電路、控溫電路和停電報(bào)警電路等組成。測(cè)溫電路為一個(gè)非平衡式電橋，并用50μA的表頭進(jìn)行指示。電橋的一臂是具有負(fù)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(diǎn)間的電位也隨之變化．通過(guò)50ttA表頭的指針變化來(lái)反映溫度的變化。若采用分度值為0.1℃的標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)測(cè)量感應(yīng)溫度，在50μA的表頭的刻度盤上標(biāo)明與電流相對(duì)應(yīng)的溫度值，則可由表頭的電流指示來(lái)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(dòng)器3DG12。電位器W1用來(lái)設(shè)定溫度，調(diào)節(jié)W1即可改變C點(diǎn)的電壓。溫度較低時(shí)，MF51對(duì)應(yīng)

21、的阻值很大，相應(yīng)B點(diǎn)電壓高于C點(diǎn)電壓，即VBC>0。此時(shí)運(yùn)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(jìn)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(diǎn)電位降低，當(dāng)降到VBC<0時(shí)，F(xiàn)007翻轉(zhuǎn)，輸出負(fù)電壓，使3DG12截止，繼電器釋放，斷開(kāi)加熱器的電源電路，停止加熱，恒溫箱內(nèi)溫度停止上升。當(dāng)溫度再次降到VBC>0時(shí)，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(bào)警電路由可控硅3CT1組成的電子開(kāi)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(dāng)電網(wǎng)電壓有電時(shí)，可控硅3CT1的控制極和陰極之間的電壓VCT<0.3CT1截止l當(dāng)電網(wǎng)電壓斷開(kāi)時(shí)，VCT>0，3CT1導(dǎo)通，音響告警電路工作，發(fā)出斷電報(bào)警。</p><p>　　七、系統(tǒng)所需的元器件</p><p><

23、;b>　　八、課程設(shè)計(jì)感想</b></p><p>　　1、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。2、在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)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(shí)際總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。3、我沉得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)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(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)課程設(shè)計(jì)讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這個(gè)期末測(cè)試之后的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的。4、經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的實(shí)習(xí)，過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡。在此期間我

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

26、t;/p><p>　　2、李振聲.實(shí)驗(yàn)電子技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001</p><p>　　3、盧結(jié)成，高世忻等.電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì)[M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2002</p><p>　　4、編寫(xiě)委員會(huì).中國(guó)集成電路大全[M].北京：國(guó)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(jì)[

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(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》第二版[M]. 北京：國(guó)防科技大學(xué) </p><p>　　7、陳大欽主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)－電子電路實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì).仿真》第二版[M]. 武漢：華中理工大學(xué)</p><p>　　8、童詩(shī)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