水温控制系统设计电子技术课程设计

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1、 课 程 设 计 2013 年 7 月 5 日 课 程 电子技术课程设计 题 目 水温控制系统设计 院 系 电气信息工程学院 专业班级 自动化 学生姓名 学生学号 指导教师 课程设计任务书 课程 电 子 技 术 课 程 设 计 题目 水温控制系统设计 专业 自动化 姓名 学号 主要内容： 根据技术指标和已知条件，选择合适的温度传感器、选择合适的继电器或晶闸管。 完成对水温控制系统的设计、装配与调试。 基本要求： 设计制作可以测量和控制温度的温度控制器 测量和控制温度范围：580， 控制精度：1， 控制对象：双向晶闸管或继电器， 晶闸管或继电器触点连接：一组转换接点（市电 220V/50Hz/2

2、A） 。 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画 出总体电路原理图，阐述基本原理。 （选做：用 PSPICE 或 EWB 软件完成仿真） 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。 主要参考资料： 1 吴友宇.模拟电子技术基础.北京:清华大学出版社M.清华大学出版社.2009 年 05 月 2 全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编J.北京 理工大学出版社.2004 年 01 月 3 张凤言.电子电路基础M.北京:高等教育出版社.1995 4 华中科技大学电子技术课程组 电子技术基础M.高等教育出版社.2005 年 07 月 5 吴慎

3、山.电子线路设计与实践高等学校电子信息类教材J.电子工业出版 社.2005 年 09 月 6 黄锦安, 付文红, 蔡小玲编-电路与模拟电子技术M.高等教育出版社.1997. 2013 年 7 月 5 日 目 录 1 任务和要求 3 2 总体方案设计与选择 3 2.1 设计原理及方法 3 2.2 单元模块设计 4 2.2.1 电源模块 4 3.2.2 温度传感器模块 4 3.2.3 放大器模块 5 3.2.4 比较器模块 . 7 3.2.5 继电器模块 . 8 3.2.6 加热模块 9 3.2.7 温度过低报警模块 10 2.3 电路的安装与调试 . 11 3.3.1 电路的安装 . 11 3.

4、2.2 电路的调试 . 11 3 电路的仿真 12 4 设计总结 12 参考文献 14 附 录 元件清单 . 1 附 录 整体电路图 . 2 1 任务和要求 (1)任务：设计一种可实现测温和控温的电路 (2)水温控制系统性能要求 工作温度范围：室温100。 控温精度 ： 1 oC。 控温通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换触点为市电（220V，10A） 。 2 总体方案设计与选择 2.1 设计原理及方法 根据原理方框图，该设计问题可分为温度传感器模块，放大器模块，比较器模块，继 电器模块,加热模块，温度过低报警模块及温度显示模块。由于电路中含有运算放大器， 需接入12V 直流稳压电源，所以电

5、源模块也可算在其中。 原理方框图 图 1-1 2.2 单元模块设计 2.2.1 电源模块 本设计的电源电路采用固定集成稳压源电路输出 12V 电压。稳压源电路如图 2-3-1-1： 电源电路 图 3-2-1-1 这是一个用集成稳压器输出的稳压源电路，LM7812 和 LM7912 是集成稳压器，分别 控制输出 12V 直流电压。电源接 220V 交流电后经变压器后变为 15V 左右的交流电，再经 桥式整流后滤波，此时的电压不稳定，经上述集成稳压器后就能得到较稳定的电压。 3.2.2 温度传感器模块 本设计选用 LM35 温度传感器连转化温度。LM35 的输出电压与摄氏温度呈线性关系， 转换公式为： Vout=10mV oC T oC 在 0时输出为 0V，每升高 1输出电压增加 10mV,LM35 的外观如图所示 图 3-2-2-1 LM35 图 3-2-2-2 常温下 LM35 不需要额外的校准处理即可达到1/4的准确率。 此设计采用单电源供 电，在 25下的静默电流约 50A，非常省电，并且无散热问题，精度非常高。并且输入 电压宽，从 4V 到 30V 都可以。所以选择 LM35 很合适。 3.2.3 放大器模块A 放大器和比较器均要用到运算放大器，这里采用 LM324 集成运放。LM324 是 4 个运 算放大器的集成