课程设计简易纯净水加热制电路.docxVIP

简易纯净水加热控制装置  PAGE \* MERGEFORMAT 20 课程设计 简易纯净水加热控制电路 摘 要 本方案的主要目的是设计一个简易的纯净水加热控制电路。该电路主要由电源电路、水温监测电路和水温范围测量电路以及电阻丝开关和显示电路五部分构成。 水温监测电路的功能是利用温度传感器的特性监测水温的变化，同时将温度信号转化为电压信号。水温范围测量电路的功能是利用电压比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性避免跳闸现象。电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和加热电路的强、弱点转换。显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否即加热状态显示出来。电源电路的功能是为上述电路提供直流电源。 电源电路由电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路来实现；电阻型温度传感器用于监测水温；用迟滞比较器表示测量水温范围；显示电路用继电器和发光二极管来实现。方案中各单元电路的原理及示意图将在后续部分有所说明。 关键词 电源电路 水温监测 水温范围测量电路 电阻丝开关 显示电路 1设计目的及方案的选取 目的 熟悉工程实践中电子电路的设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的。 学习文件检索和查找数据手册的能力。 学习元器件的选择与应用。 学习protel软件的使用。 学会整理和总结设计文档报告。 方案的选取 该方案的电源电路采用直接接电网中的220V交流电，通过整流、滤波、稳压电路将交流电转换成直流12V电压。稳压电路由三端稳压器实现，它只需很少的外围元件，电路简单且安全可靠。水温测量和水温监测电路主要由电阻型温度传感器和迟滞比较器组成。电阻型温度传感器是最典型也是最简单的一种温度传感器。迟滞比较器不仅可以测量水温的范围，还可以防止跳闸现象的出现。电阻丝开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成。继电器可以提供电阻丝所需要的交流电，而电流放大电路是由三极管组成，是一种比较典型的和简单的电路。用发光二极管构成显示电路更容易观察。 综上所述，此方案电路图构成简单易懂，元器件的价格便宜??还能在一定程度上降低成本。 简易纯净水电路的基本组成及原理 2.1系统的组成框图 简易纯净水加热控制电路的总体框图如图2-1所示。它是由水温监测电路、水温范围测量电路、 电阻丝开关电路、 显示电路和电源电路5部分组成的。 水温监测电路 水温范围测量电路 电阻丝开关电路 显示电路 电源电路 图2-1 简易纯净水加热控制电路的总体框图 水温监测电路的功能是利用温度传感器的特性监测水温的变化，同时将温度信号转化为电压信号。水温范围测量电路的功能是利用电压比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性避免跳闸现象。电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和加热电路的强、弱点转换。显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。电源电路的功能是为上述电路提供直流电源。 2.2 各单元电路的工作原理 该电路能够通过温度传感器检测出纯净水的温度T，并且能够在不同的温度范围下通过两根电阻丝实现对加热的控制。 T50℃时，两根电阻丝都加热，电路处在加热状态； 50℃T100℃时，只有一根电阻丝工作，电路处在保温状 T〉100℃时，两根电阻丝都不工作，电路完成加热； 按下S键后，当50℃T100℃时，两根电阻丝也都工作。 该电路还能通过发光二极管显示加热的各种状态。 2.2.1 水温监测电路和水温范围测量电路 图2-2 水温监测电路和水温范围测量电路 如图2-2左边所示，水温监测电路由可变电阻R9和电阻型温度传感器（RMF51—583）构成。电阻型温度传感器是最简单也最典型的一种温度传感器，它的工作原理是通过阻抗的变化来表示温度的变化，同时将温度信号转化为电信号Vs，即Vs代表了实际水温t。本电路采用的电阻型温度传感器型号为RMF51—583，是一种正温度系数的电阻型温度传感器，即传感器的阻抗随温度的增加而增加。可变电阻R9的作用是通过调节可变电阻的阻值，使转变的电压信号跟水温范围测量电路的参数相匹配，使水温到达临界温度时能够使电阻丝工作，这样就可以调节Vs的范围，也就可以调节水温控制范围。 水温范围测量电路即图2-2右边电路所示由两部分构成：第一部分是由电阻R1、 R2和稳压管D1、 D2构成的参考电压产生电路； 第二部分是由迟滞比较器构成的水温范围测量电路。 参考电压产生电路的功能是产生两个稳定的电压，这两个电压代表水温范围的上限值t2和下限值t1.由于参考电源产生电路输出端介入比较器的输入，为了防止出现输出电流导致参考电源不稳定的情况，电路采用电阻和稳压管相结合的方式构成。其中稳压管的稳定电压均为+8v，而输出Vp1=+8V，Vp2=+4V。 水温范围测量电路的功能有两个：第一是确定实际水温和水