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水温控制系统_电子技术课程设计东北石油大学.doc

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东 北 石 油 大 学 课 程 设 计 2013 年 7月 5日 东北石油大学课程设计任务书 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: 根据已知条件,完成对的设计、装配与调试。① 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:5~80℃, 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/2A)。 ② 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) ③ 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。 ] 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.高等教育出版社.1997. 完成期限 2013.7.1-2013.7.5 指导教师 姜建国 许爱华 专业负责人 徐建军 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 10 3.3.1 电路的安装 10 3.2.2 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 Ⅰ 元件清单 1 附 录 Ⅱ 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,所以电源模块也可算在其中。 原理方框图 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50μA,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 放大器和比较器
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