毕业设计孵化室温度测控电路设计

信号变换综合设计课程设计(论文)题目：_孵化室温度测控电路设计院(系):电气工程学院本科生课程设计(论文)Ⅲ课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室：测控技术与仪器学生姓名专业班级测控082设计题目孵化室温度测控电路设计课程设计(论文)任务设计任务：鸡蛋在孵化时对环境温度要求较高，环境温度直接影响鸡雏的质量，设计一个温度控制系统，用以精确控制孵化室温度。室温控制在36.5±0.5℃,温度低时启动电热器加热，用红灯报警；温度高时，启动空调冷却，用绿灯报警。传感器选择合适的类型即可；根据传感器设计相应的信号处理电路、报警电路和控制电路，报警灯采用发光二极管即可，开关电路测量范围：36.5±0.5℃;测量精度：0.5级：传感器(敏感元件):自选温度传感器。1.格式规范，符合学校要求；2.说明书中应有温度检测方法比较与方案论证，测量原理的说明及具体的实现方案、电路器件型号、参数等；硬件电路应由protel绘制，并且3.按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，详细阐述系统的设工作计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的设计要求。(2天)2、选择相应传感器、设计硬件电路图。(2天)3、计算器件参数、选择元器件型号绘制硬件电路图。(3天)4、硬件电路焊接、调试。(2天)5、撰写、打印设计说明书、答辩。(1天)指导教师评语及成绩注：成绩：平时40%论文质量40%答辩20%以百分制计算本科生课程设计(论文)温度是孵化室孵化率高低的关键因素。温度过高或过低都会严重影响孵化率的高低，因此孵化室温度在一定程度上的恒定成为了孵化室孵化率高的至关重要的因素。本设计就是为孵化室测温及控制而设计的一个电路系统。温度传感器检查温度并将输出给转换和放大电路，放大后的信号分别送给两路已设定好阈值的比较电路，当室温高出设定的温度时，控制电路将启动空调制冷，同时点亮示警灯。当室温低出设定的温度时，控制电路将启动电热器加热，以此实现恒温控制。关键词：温度传感器；控制；报警本科生课程设计(论文)V 1第2章课程设计的方案 2 2 2第3章硬件电路设计 6 6第4章系统测试与分析/实验数据及分析 9第5章课程设计总结 参考文献 本科生课程设计(论文)1第1章绪论温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义.测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：①传统的分立式温度传感器，②模拟集成温度传感器，③智能集成温度传感器.目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本设计采用Pt100做为温敏传感器，温度传感器将输出给转换和放大电路，放大后的信号分别送给两路已设定好阈值的比较电路，当室温高出设定的温度时，控制电路将启动空调制冷，同时点亮示警灯。当室温低出设定的温度时，控制电路将启动电热器加热，以此实现恒温控制。本科生课程设计(论文)2第2章课程设计的方案本次设计主要是综合应用所学知识，设计孵化室温度测控电路，通过实际的应用场合：本设计适于各类对室内空气的测量及控制，由于铂的测温范围比2.2测温元件选择方案比较度的测量在日常生活中扮演着越来越重要的角色，各行各业对于温度的要求方案一：(晶体管3DG6作为温度传感器)在现代工农业生产过程中，环境温度的测量和控制是极为普遍和重要的。为本科生课程设计(论文)3-50℃~+150℃的范围内，当发射结正偏时，不管集电结反偏还是零偏，在一定不但可以作为通常的电子器件使用，而且也是一种价格低廉，取材方便，性能良好的温度传感器，抗干扰性差，数据处理复杂，数据存放空间大，受市场限方案二(热敏电阻PT100)Pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。Pt100的阻值与温度变化关系为：当Pt100温度为0℃时它的阻值为1002,在100℃时它的阻值约为138.5Ω。它的工业原理：当Pt100在0℃的时候他的阻值为100Q,它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值；α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。本设计电路以Pt100铂热电阻为测温原件，流经Pt100的电流为5mA,EO的输出值随铂热电阻的阻值变化。其输出经运放后输出0~5V与0~500℃相对应的输出信号。这也是此路电路的测量范围，测量精度在0.4℃以内。4温度传(感器制冷电路温度传(感器制冷电路加热电路经综合比较：方案三温度采集电路具有线性度好，简单有效等特点，因此本设计采用方案三的设计电路图。2.3系统组成总体结构转换及放大电路驱动电路同相比较器1指示电路1反相比较器驱动电路反相比较器2指示电路25电路工作过程为：本设计由Pt100作温敏元件采集温度信号，经差动放大后，送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较，当温度高于控制温度上限值时，红色发光二极管亮，继电器1动作，控制加热器开始制冷。当温度低于控制温度下限值时，绿色发光二极管亮，继电器2动作，控制制冷器开始加热。当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，继电器全断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。此系统简单有效，对于孵化室的温度检测行之有效。本科生课程设计(论文)6第3章硬件电路设计3.1各组成部分的工作原理3.1.1温度采集部分这部分依靠Pt100采集温度信号后进行放大处理，这部分是整个测温及控制系统中最重要的部分，它依次包括基准电压发生部分，温度采集部分和放大部分这3.1.2同相比例部分本科生课程设计(论文)7图3.2同相比例部分如图3.2所示为同相比较器，所设定进行检测的门限电平有PR3调节，接至比较器的反向输入端，用来和同项输入端的输入电压U02进行比较，当输入电压大于设定值时输出正的电压。图3.1.3所示为反响比较器，所设定进行检测的门限电平由PR4调节，接至比较器的同乡输入端，用来和反向输入端的输入电压UO比输入电压小于设定值时输出正电压。3.1.3反相比例部分图3.3反相比例部分制下限值，也就是确定了温度范围。这也是设定控温范围的一种简单有效的本科生课程设计(论文)83.1.4控制部分图3.3控制电路图控制部分主要是接收比较部分输入的超出阈值电压的信号后，三极管导通继电器线圈得电，线圈通电产生磁场开关k2吸合使执行元件得电，执行元件加热或制冷改变孵化室的温度。9本科生课程设计(论文)第4章系统测试与分析/实验数据及分析55W性W丰壶每专专M35949my格古700本科生课程设计(论文)如上图为比较执行部分仿真图，比较器同相端接设定好的电压值，这里36摄氏度的温度对应360mV的电压，当反向端(和温度检测部分相连)的电压值高于360mV是，警示灯和继电器均无反映。如图，当反相端电压低于360mV是，警示灯发光，继电器开关闭合，加热器本科生课程设计(论文)第5章课程设计总结本设计是设计一个孵化室温度测量及控制系统，选用铂Pt100作为温度传感器来测温，Pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差，非线性严重，因此本设计选用铂热电阻。由铂热电阻与LM324运算放大器组成的温度传感器将温度信号转化为电压信号输出，比较电路将得到的电压信号与设置的阈值电压进行比较，如果超出设定的温度范围，就会使得对应的制冷或加热电路启动，这样对孵化室的温度进行调节，确保其温度在设定的范围内。LM324运算放大器是一款价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。从经济的角度考虑，本设计采用的铂热电阻在一定的程度上还是有点昂贵，这是本设计的一个缺点，如有可能应用更加经济的器