FESTO   CPV10-GE-DN3-8

：（同號）/，

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本例介紹的溫度控制器，采用脈寬調(diào)制技術(shù)控溫，具有數(shù)字溫度顯示、超溫報警和自動保護(hù)功能，控制兩路負(fù)載 (主加熱器和副加熱器)，使受控場所溫度恒定為25-42℃范圍內(nèi)某一溫度值上。
電路工作原理
該溫度控制器電路由電源電路、溫度檢測放大電路、鋸齒波發(fā)生器、脈寬控制電路、比較放大電路、控制執(zhí)行電路、溫度指示電路、超溫保護(hù)電路和聲、光報警電路組成，如圖4-55所示。

電源電路由電源變壓器T、整流橋堆UR、濾波電容器C5-C7和三端穩(wěn)壓集成電路ICl和lC7組成。
溫度檢測放大電路由溫度傳感器集成電路IC2、電阻器肘-R6、運(yùn)算放大器IC6(Nl-N4)、電容器Cl，C2和電感器「組成。
鋸齒波發(fā)生器電路由時基集成電路IC3、二極管VDl、VD2、電阻器R7-R9、晶體管V6和電容器C3、C4組成。
脈寬控制電路由IC6內(nèi)部的運(yùn)算放大器N2和電位器RP3組成。
比較放大電路由三端精密穩(wěn)壓集成電路IC4、電阻器Rl、RlO、Rll、IC6內(nèi)部的運(yùn)算放大器N3、N4和電位器RPl、RP2組成。
控制執(zhí)行電路由電阻器R13-Rl5、R18-R22、晶體管Vl、V2、發(fā)光二極管VLl、VL2、光稠合器VLCl、VLC2和晶閘管VTl、VT2組成。
聲、光報警電路由三端雙色發(fā)光二極管VL3、電阻器R16、Rl2、穩(wěn)壓二極管VS、晶體管V5、音樂集成電路IC5和揚(yáng)聲器BL組成。
超溫保護(hù)電路由電阻器R17、R23、晶體管V3、V4、二極管VD3和繼電器K組成。
溫度指示電路由數(shù)字電壓表、電阻器R2、R3和電容器C5組成"
交流220V電壓經(jīng)T降壓、UR整流、C7濾波及l(fā)C7穩(wěn)壓后，為鋸齒波發(fā)生器、脈寬控制電路、比較放大電路、控制執(zhí)行電路和超溫保護(hù)電路提供+9V工作電壓。此時V4飽和導(dǎo)通，K通電吸合，其常開觸頭接通。+9V電壓還經(jīng)ICl二次穩(wěn)壓為+5V，作為IC2和數(shù)字電壓表的工作電源。
IC2將檢測到的溫度信息轉(zhuǎn)換成電壓信號，此信號經(jīng)CI、L和C2濾波后，一路經(jīng)R2和R3分壓后送至數(shù)字電壓表，通過數(shù)字電壓表顯示出溫度值;另一路經(jīng)運(yùn)算放大器Nl放大后，作為運(yùn)算放大器N2-N4的取樣電壓。IC4和Rl、RlO、Rll、RPl、R比為N3的正相輸入端和N4的反相輸入端提供基準(zhǔn)電壓。
鋸齒波發(fā)生器振蕩工作后，產(chǎn)生峰值為6V、谷值為3V鋸齒波鋸齒波脈沖電壓信號，加至運(yùn)算放大器NZ正相輸入端，與其反相輸入端的電壓信號 (與溫度變化成正比關(guān)系)進(jìn)行比較。當(dāng)N2正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓時，N2輸出高電平，使Vl導(dǎo)通，VL2和VLCl內(nèi)部的發(fā)光二極管點亮，VLCl內(nèi)部的光控晶閘管在市電過零區(qū)導(dǎo)通，便VTl受觸發(fā)而導(dǎo)通，主電熱器EHl通電開始加溫。
隨著恒溫箱內(nèi)溫度的升高，運(yùn)算放大器Nl的輸出電壓開始增大，使N2反相輸入端電壓也增高，在一個鋸齒波脈沖電壓周期內(nèi)輸出高電平的時間減少，EHl通電時間減少，升溫的速度減弱。當(dāng)溫度升高使N2反相輸入端電壓大于6V·(即鋸齒波脈沖電壓的峰值)時，在整個鋸齒波脈沖電壓周期內(nèi)N2一直輸出低電平，ELl停止加熱，溫度不再上升。當(dāng)溫度略有下降時，N2又輸出高電平，EHl又開始加溫。如此周而復(fù)始，便溫度恒定在RP2設(shè)定的溫度值上。
運(yùn)算放大器N3和N4接成窗口比較器。在剛開始加溫時，由于恒溫箱內(nèi)溫度過低，N3因反相輸入端的取樣電壓低于其正相輸入端的基準(zhǔn)電壓而輸出高電平，使VL3內(nèi)部的綠色發(fā)光二極管點亮，IC5工作，其輸出的報警電信號經(jīng)V5放大后，驅(qū)動BL發(fā)出報警聲;同時V2導(dǎo)通，VLl和VLC2內(nèi)部的發(fā)光二極管點亮，VLC2內(nèi)部的光隅晶閘管導(dǎo)通，使V侶受觸發(fā)而導(dǎo)通，副電熱器EH2通電加熱。此時，主電熱器EHl相副電熱器EH2同時加熱，使恒溫箱內(nèi)溫度迅速上升，從而縮短了加溫時間。
若由于某種原因(例如溫度檢測電路失控或N2、Vl、VLC、VTl等某元器件損壞時)使VS選用1/2W、3.9V的硅穩(wěn)壓二極管。
UR選用lA、5OV的整流橋堆。
Vl、V2、V4和V5選用S805O或C8050型硅NPN晶體管;V3選用Sg013型硅NPN晶體管;V6選用Sg011型硅PNP晶體管。
VTl和V儀選用lOA、400V的雙向晶閘管。
lCl選用LM78L05型三端穩(wěn)壓集成電路;IC2選用LM35D型溫度傳感器集成電路 (其輸出電壓與溫度的關(guān)系為lOmV/℃);IC3選用NE555型時基集成電路;IC4選用TL431或μA431型三端精密穩(wěn)壓集成電路;IC5選用KDg561等型號的報警音效集成電路;IC6選用LM324型四運(yùn)放集成電路;IC7選用LM7809型三端穩(wěn)壓集成電路。
VLCl和VLC2均選用MOC3061型光糯合器。
K選用多組控制觸頭的9V直流繼電器，其觸頭電流容量應(yīng)大于lOA(使用時可將其組常開觸頭并聯(lián)起來，以增大其電流容量)。
數(shù)字電壓表可選用2OOmV數(shù)字面板表，其指示的電壓值與溫度值相對應(yīng)，即lmV等于1℃。
BL選用0.25W、8℃的微型電動式揚(yáng)聲器。
電熱器EHl的功率應(yīng)低于10OOW;EH2的功率應(yīng)低于600W。