基于 LM35 的分段加热温度控制电路设计

2017-08-18 87 0

本文介绍一种具有分段加热功能的温度控制电路。使用该电路进行温度控制时,只需将开关打在 2 的位置,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,使温控操作变得十分方便。

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:输出灵敏度为 10.0mV/℃,精度达 0.5℃,测量范围为 -55~150℃;在静止温度中自热效应低,工作电压较宽,可在 4~20V 的供电电压范围内正常工作,且耗电极省,工作电流一般小于 60μA;输出阻抗低,在 1mA 负载时为 0.1Ω。根据 LM35 的输出特性可知,当温度在 0~150℃ 之间变化时,其输出端对应的电压为 0~1.5V;此电压经电位器 W3 分压后送到 3 位半数字显示表头的检测信号输入端。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。

基于 LM35 的分段加热温度控制电路设计

温度控制选择可通过电位器 W2 实现:调节 W2 可使其中间头的电压在 0~1.65V 范围内变化,对应的控制温度范围为 0~165℃,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 W2 中间头的电压经过电压跟随器 A 后送到数显表头输入端以显示控制温度数值;调节电位器 W2,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 W1 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 W2 中间头的电压分别送入比较放大器 B 的反相及同相输入端,B 输出端的电压为二输入电压之差,该电压对应两个设定温度值之差。例如将 W1 调至 0.10V,对应温度 10℃;将 W2 调至 0.80V,对应温度 80℃,则 B 的输出电压为 0.70V,表示温差 70℃。此电压与集成温度传感器输出的电压送到电压比较器 C 中进行比较。

当 LM35 输出的电压小于 B 的输出电压时,C 输出高电平,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。当 LM35 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 输出低电平,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%)。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。

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