水溫自動控制器

水溫自動控制設計

具備簡單人工智能的溫度控制電路，使用該電路進行溫度控制時，只需將開關打在2的位置，經過設定控制溫度，並經過3位半數顯表頭所顯示的溫度值，便可精確地控制溫度，使得溫控操做變得十分方便。

一．電路工做原理：

1. 溫度採集：

電路中使用LM35電壓型集成溫度傳感器，使得溫度採集變得簡單。

LM35是一種內部電路已校準的集成溫度傳感器，其輸出電壓與攝氏溫度成正比，線性度好，靈敏度高，精度適中．其輸出靈敏度爲10.0MV／℃，精度達 0.5 ℃ ．其測量範圍爲-55—— 150 ℃ 。

2. 顯示設置：

根據LM35的輸出特性可知，當溫度在0—— 150 ℃ 之間變換時，其輸出端對應的電壓爲0——1.5V，此電壓經電位器W1分壓後送到3位半數字顯示錶頭(由ICL7107及有關電路組成)的檢測信號輸入端．在輸入端輸入的電壓爲1.5V時，經過調節電位器使顯示的數值爲150.0,經調整後數顯表頭顯示的數值就是實測的溫度值。

3.  溫度設置：

溫度控制選擇可經過電位器W3來實現．經過調節W3可以使其中間頭的電壓在0——1.2V之間的範圍內變換，對應的控制溫度範圍爲0—— 120 ℃ ，徹底能夠知足通常的加熱須要。將開關K打在2的位置，電位器W3中間頭的電壓通過電壓跟隨器A後送到數顯表頭輸入端來顯示控制溫度數值．

調節電位器W3，數顯表頭所顯示的數值隨之變化，所顯示的溫度數值即爲控制溫度值．電位器W2爲預控溫度調節，其電壓調節範圍爲0——0.27V，對應可調節溫度範圍爲0—— 27 ℃ ．此電位器調整後，其中間頭的電壓與電位器W3中間頭的電壓分別送入比較放大器B(放大倍數爲1）的反相及同相輸入端，B輸出端的電壓爲二輸入電壓之差．此電壓對應兩個設定的溫度值之差．例如將W1調至0.05V，對應溫度 5 ℃ ；將W調至O.80V，對應溫度 80 ℃ ．B的輸出電壓爲0.75V，表示溫度 75 ℃ ．此電壓與集成溫度傳感器輸出的電壓送到電壓比較器C中進行電壓比較．

4．溫度控制：

1，當LM35輸出的電壓小於B的輸出電壓時，C輸出高電乎，可控硅T1因得到偏流一直導通，交流220V直接加在電熱元件兩端，進行大功率快速加熱。大功率加熱燈（紅，綠）燈亮。

2，當LM35輸出的電壓大於B的輸出電壓而小於A的輸出電壓時，代表實際溫度已接近控制溫度，C輸出低電乎，可控硅T1因無偏流處於截止狀態，電壓比較器D輸出高電平，可控硅T2仍處於導通狀態，交流220V須要經過二極管D2加在電熱元件兩端，進行小功率慢速加熱(此時的加熱功率僅爲原來的25%)．大功率燈（紅燈）熄滅，小功率燈（綠燈）亮。

3，當實際溫度上升到 80 ℃ 以上時，LM35的輸出電壓大於0.80V，電壓比較器D輸出低電平，可控硅T2也截止，電熱元件斷電．恆溫燈（黃燈）亮。

因爲此時加熱功率較小，加上散熱做用，溫度不會大幅度上升,其實際溫度在控制溫度左右一個很小範圍內波動，這樣就實現了溫度的較高精度的自動控制。

5．電源設置：

電源設置採用12伏電壓器通過整流，變壓輸出正負5伏電壓供整個電路使用。穩壓採用L7805,L7905。

6．干擾隔離：
因爲後面可控硅的控制電壓在加220V交流電時有反饋電壓，因此在強電與弱電之間加光電隔離器，以保護前面的控制電路。

二．器件工做說明：

  1．再開通電源後向右撥動撥動開關，此時現實須要控制電壓，調控溫旋鈕，由刻盤粗調，而後觀察顯示錶頭慢調製導向要達到的溫度。在此一控溫器就開始工做（加熱）。

  2．將撥動開關撥只右邊，此時顯示當前溫度。

  3．當溫度加熱的到與目的溫度相接近差5度（此溫度由W2設定）時，紅燈（大功率加熱顯示）熄滅，綠燈（小功率顯示）亮，此時處於小工加熱狀態。再之後溫度達到目的溫度時，綠燈（小功率顯示）熄滅，黃燈（恆溫顯示）亮。

 

說明：

1此電路採用雙路控制，可設定溫差，實行小功率加熱，更加方便實用。

2由於此電路採用單向比較器，而單項比較器反應較靈敏，但此電路採用LM35(塑封)，感溫有一個過程，此正好向抵消恆溫時的不足（至關滯回3度）。