水温自动控制设计
具有简单人工智能的温度控制电路,使用该电路进行温度控制时,只需将开关打在2的位置,通过设定控制温度,并通过3位半数显表头所显示的温度值,即可精确地控制温度,使得温控操作变得十分方便。
一.电路工作原理:
1. 温度采集:
电路中使用LM35电压型集成温度传感器,使得温度采集变得简单。
LM35是一种内部电路已校准的集成温度传感器,其输出电压与摄氏温度成正比,线性度好,灵敏度高,精度适中.其输出灵敏度为10.0MV/℃,精度达0.5.其测量范围为-55——150
2. 显示设置:
根据LM35的输出特性可知,当温度在0——150之间变换时,其输出端对应的电压为0——1.5V,此电压经电位器W1分压后送到3位半数字显示表头(ICL7107及有关电路组成)的检测信号输入端.在输入端输入的电压为1.5V时,通过调节电位器使显示的数值为150.0,经调整后数显表头显示的数值就是实测的温度值。
3.  温度设置:
温度控制选择可通过电位器W3来实现.通过调节W3可使其中间头的电压在0——1.2V之间的范围内变换,对应的控制温度范围为0——120,完全可以满足一般的加热需要。将开关K打在2的位置,电位器W3中间头的电压经过电压跟随器A后送到数显表头输入端来显示控制温度数值.
调节电位器W3,数显表头所显示的数值随之变化,所显示的温度数值即为控制温度值.电位器W2为预控温度调节,其电压调节范围为0——0.27V,对应可调节温度范围为0——27.此电位器调整后,其中间头的电压与电位器W3中间头的电压分别送入比较放大器B(放大倍数为1)的反相及同相输入端,B输出端的电压为二输入电压之差.此电压对应两个设定的温度值之差.例如将W1调至0.05V,对应温度5;将W调至O.80V,对应温度80B的输出电压为0.75V,表示温度75.此电压与集成温度传感器输出的电压送到电压比较器C中进行电压比较.
4.温度控制:
1LM35输出的电压小于B的输出电压时,C输出高电乎,可控硅T1因获得偏流一直导通,交流220V直接加在电热元件两端,进行大功率快速加热。大功率加热灯(红,绿)灯亮。
2LM35输出的电压大于B的输出电压而小于A的输出电压时,表明实际温度已接近控制温度,C输出低电乎,可控硅T1因无偏流处于截止状态,电压比较器D输出高电平,可控硅T2仍处于导通状态,交流220V需要通过二极管D2加在电热元件两端,进行小功率慢速加热(此时的加热功率仅为原来的25%).大功率灯(红灯)熄灭,小功率灯(绿灯)亮。
3当实际温度上升到80以上时,LM35的输出电压大于0.80V,电压比较器D输出低电平,可控硅T2也截止,电热元件断电.恒温灯(黄灯)亮。
由于此时加热功率较小,加上散热作用,温度不会大幅度上升,其实际温度在控制温度左右一个很小范围内波动,这样就实现了温度的较高精度的自动控制。
5.电源设置:
电源设置采用12伏电压器经过整流,变压输出正负5伏电压供整个电路使用。稳压采用L7805,L7905
6.干扰隔离:
由于后面可控硅的控制电压在加220V交流电时有反馈电压,所以在强电与弱电之间加光电隔离器,以保护前面的控制电路。
二.器件工作说明:
  1再开通电源后向右拨动拨动开关,此时现实需要控制电压,调控温旋钮,由刻盘粗调,然后观察显示表头慢调制导向要达到的温度。在此一控温器就开始工作(加热)。
  2将拨动开关拨只右边,此时显示当前温度。
  3当温度加热的到与目的温度相接近差5度(此温度由W2设定)时,红灯(大功率加热显示)熄灭,绿灯(小功率显示)亮,此时处于小工加热状态。再以后温度达到目的温度时,绿灯(小功率显示)熄灭,黄灯(恒温显示)亮。
 
说明:
1此电路采用双路控制,可设定温差,实行小功率加热,更加方便实用。
2因为此电路采用单向比较器,而单项比较器反应较灵敏,但此电路采用LM35(塑封),感温有一个过程,此正好向抵消恒温时的不足(相当滞回3度)。