溫度控制電路復(fù)習(xí)解題方法指導(dǎo)

程琪

◆摘? 要：文章分析了在電路的綜合復(fù)習(xí)中，溫度的區(qū)間控制電路是一個(gè)常考的熱點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。在溫度控制電路中，會(huì)涉及到諸多問(wèn)題，比如溫度的上限和下限的判斷，溫度的臨界點(diǎn)問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)溫度的保持，最終實(shí)現(xiàn)溫度的區(qū)間控制。這些問(wèn)題都是復(fù)習(xí)中的重點(diǎn)難點(diǎn)，希望本文對(duì)學(xué)生的解題有一個(gè)指導(dǎo)。

◆關(guān)鍵詞：溫度控制;電路;解題方法

在高三復(fù)習(xí)階段，電路的綜合分析始終是一個(gè)學(xué)生感覺(jué)的難點(diǎn)問(wèn)題，電路綜合題中的溫度控制電路是?？嫉臒狳c(diǎn)，涉及到溫度的上限下限臨界點(diǎn)分析，溫度的保持等問(wèn)題。下面將從三個(gè)方面對(duì)這些問(wèn)題結(jié)合實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)分析，希望對(duì)學(xué)生理解溫度電路的控制過(guò)程有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，從而去解決一些電子控制電路中關(guān)于溫度的區(qū)間控制的問(wèn)題。

一、臨界點(diǎn)分析

在溫度控制電路中，是依靠熱敏電阻這個(gè)傳感器來(lái)檢測(cè)溫度的，熱敏電阻分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩種。臨界點(diǎn)就是一個(gè)溫度值，在這個(gè)溫度值上下，熱敏電阻會(huì)有不同的“反應(yīng)”，這樣才會(huì)有所“觸發(fā)”，所以臨界點(diǎn)的判斷非常重要。下面以兩個(gè)例題來(lái)進(jìn)行分析。

例1.下圖是一個(gè)比較器控制三極管的溫度控制電路，已知溫度低于設(shè)定值，加熱絲加熱;溫度高于該設(shè)定值，加熱絲停止加熱。假設(shè)熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關(guān)系如下圖。

（1）已知電阻R1=R2=R3=5KΩ，則溫度超過(guò)? ? ? ℃時(shí)，加熱絲停止加熱。溫度低于? ? ? ℃，加熱絲開(kāi)始加熱。若溫度剛好等于設(shè)定溫度，電位Ua? ? ? Ub（A.>;B.<;C.=）

解題方法：這是一個(gè)溫度控制電路，熱敏電阻隨溫度升高逐漸增大，是正溫度系數(shù)熱敏電阻。查表可知，溫度低于設(shè)定值t<34℃，Ua>Ub，比較器輸出1，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，加熱絲加熱;溫度高于設(shè)定值，t>34℃， Ua

（2）若將溫度設(shè)定值調(diào)節(jié)為39℃，可將電阻R1（A.增加;B.減?。蛘咧粚㈦娮鑂2（A.增加;B.減?。?，或者只將電阻R3（A.增加;B.減?。?。

解題方法：臨界點(diǎn)右移到39℃，當(dāng)電路環(huán)境剛好處于39℃時(shí)，Ua=Ub仍然成立。所以應(yīng)將R1減小，或者R2增加，或者只將電阻R3增加。

經(jīng)過(guò)分析，該電路存在著一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)橹淮嬖谝粋€(gè)臨界點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)時(shí)而工作，時(shí)而不工作的情況，加熱的間隔時(shí)間太短，那么如何改進(jìn)呢？看下面這道例題。

例2.上圖是一個(gè)溫度控制電路，已知溫度低于下限溫度時(shí)，加熱絲加熱;溫度高于上限溫度時(shí)，加熱絲停止加熱。假設(shè)熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關(guān)系如上圖。

（1）已知電阻R1=5KΩ，則溫度超過(guò)上限溫度? ? ?℃時(shí)，加熱絲停止加熱。溫度低于下限溫度? ? ?℃，加熱絲開(kāi)始加熱。

解題方法：這是一個(gè)555芯片控制的溫度電路，當(dāng)加熱絲停止加熱時(shí)，3腳輸出“1”，Ua<1/3 vcc，Rt>37℃;當(dāng)加熱絲開(kāi)始加熱時(shí)，3腳輸出“0”，Ua>2/3 vcc，Rt>33℃。33℃和37℃是該加熱控制的臨界點(diǎn)（閾值）。若要調(diào)高上限溫度的同時(shí)，調(diào)低下限溫度，這個(gè)是不能實(shí)現(xiàn)的，只能同時(shí)調(diào)節(jié)上限或調(diào)節(jié)下限，不能調(diào)高上限的同時(shí)調(diào)低下限或調(diào)高下限的同時(shí)調(diào)低上限。

二、溫度上下限控制的原理

溫度的上下限控制可以看成是由三部分組成的，如下圖所示，輸入部分由熱敏電阻和固定電阻或可調(diào)電阻分壓，熱敏電阻檢測(cè)溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入控制中心，控制中心可以是電壓比較器、555電路、三極管、門電路等處理溫度變化的信息，并發(fā)出指令，控制繼電器的動(dòng)作。

如上面分析過(guò)的兩個(gè)溫度控制系統(tǒng)，在例1中，當(dāng)溫度變化，熱敏電阻阻值會(huì)發(fā)生變化，會(huì)影響比較器的同向輸入端的電壓，從而比較器輸出高或低電平，控制三極管導(dǎo)通截止，繼電器控制觸點(diǎn)動(dòng)作，加熱絲加熱或停止加熱。在例2中，當(dāng)溫度變化，熱敏電阻阻值會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而影響555的2、6輸入端的電平，輸出端3腳輸出相應(yīng)的“0”或“1”控制三極管導(dǎo)通截止，繼電器控制觸點(diǎn)動(dòng)作，加熱絲加熱或停止加熱。如下圖所示。

溫度區(qū)間控制的基本原理如下圖所示，要把溫度控制在30～40度的區(qū)間內(nèi)，當(dāng)溫度在下限30度和上限40度臨界點(diǎn)變化時(shí)，輸入信號(hào)會(huì)發(fā)生改變，從而會(huì)影響控制部分的輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制。

希望本文對(duì)高三選考技術(shù)的考生能有所幫助，對(duì)溫度控制電路能有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而對(duì)復(fù)習(xí)起到事半功倍的效果。

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