恆溫控制電路

A. 某熱水器的溫控電路原理圖如圖甲所示,它包括工作電路和控制電路兩部分

（1）由圖甲所示電路可知，a經過導線與開關串聯，然後再與電熱絲相連，火線要經過開關後與用電器相連，因此a點應連接火線；由圖乙所示圖象可知，當溫度升高時，熱敏電阻阻值減小，電磁繼電器線圈電流增大，電磁繼電器的磁性將增大．
（2）由圖乙所示圖象可知，溫度為100℃時，熱敏電阻阻值R=50Ω，
則熱敏電阻功率P=I ² R=（0.020A） ² ×50Ω=0.02W．
（3）要提高恆溫箱的設定溫度，就要減小熱敏電阻的阻值，電源電壓不變，為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流保持不變，電路總電阻應保持不變，由於熱敏電阻阻值減小，則滑動變阻器R′接入電路的阻值應變大，由圖甲所示電路可知，應將R′的滑片向右移動．
故答案為：（1）a；增大；（2）熱敏電阻R消耗的功率是0.02W；（3）右．

B. 用溫控儀和可控硅能夠做一個恆溫控制電路謝謝！

可以的,!重賞之下必有勇夫

C. 某自動恆溫箱的控制電路如圖甲（a、b端所控制的加熱電路未畫出）．箱內電阻Rl=5kΩ，R2為熱敏電阻，其阻

（1）當R₁兩端電壓為2V時，電路中電流為；I=

U1

R1

=

2.4V

5000Ω

=0.00048A，
R₂兩端的電壓U₂=U-U₁=12V-2.4V=9.6V，
則熱敏電阻的阻值R₂=

U2

I

=

9.6V

0.00048A

=20kΩ；
（2）由圖乙可得，熱敏電阻的阻值R₂為20kΩ時恆溫箱內的溫度為20℃；
當a、b間的電壓U_ab等於3V時，R₂兩端的電壓U₂'=U-U₁'=12V-3V=9V；
電路中的電流為：I′=

U1′

R1

=

3V

5000Ω

=0.0006A，
此時熱敏電阻的阻值 R₂'=

U2′

I′

=

9V

0.0006A

=15000Ω=15kΩ，
由圖乙可得此時溫度為30℃
故溫度的變化范圍為20℃到30℃．
故答案為：（1）0.48；20；（2）20；30．

D. 想做一個220v交流的可調溫的恆溫加熱電路

使用現成的溫度控制范圍能達400-500攝氏度的溫控器，通過接觸器就可以控制電熱絲的通版斷權電，進行升溫或停止，使溫度達到預設值就可以了，可以參考眾多的現成的溫控電路。
能不能達到此預定溫度，關鍵在於所提供的1000瓦電熱絲安裝在什麼地方？要求什麼范圍、什麼東西溫度需要加熱達到400°以上？比如一個1000瓦的普通電爐，在電熱絲加熱時它的表面附近溫度可以輕易控制在400-500℃，放在它上面的小鍋子大約也能達到這溫度；但是在一個比較大的空間內，離電熱絲稍遠的側面，溫度僅靠輻射要達到較高的溫度可能就很難，這不是由控制電路解決的問題。

E. 利用LM339設計一個溫度控制系統簡單電路

用四比較器的恆溫控制器 使用一個負溫度系數（NTC）的熱敏電阻，用如圖1a的電路可以用最少的元件、成本和復雜性將溫度控制到1℃或更好的精度。該電路含有保護以防止溫度感測器短路或開路，且所有的元器件都是常用件。 該控制器是PWM類型的，但它有指數的傳遞特性，而不是線性的。這個設計是基於一個LM339（四比較器），並包含了溫度補償。由於比較器的溫漂會產生的Vos的變化，並導致了振盪器輸出改變。然而，在產生工作周期的比較器上，也發生了同樣的變化，兩者相抵消從而消除了控制器的溫漂。 該控制器的核心是由IC1a、IC1b和相關元件組成的振盪器。振盪器輸出的電壓峰值和最小電壓值是決定控制器精度的主要因素。關於這個振盪器有以下一些公式： PERIOD=[R5×R6/(R5+R6)+R4]×C1×Ln[(Vas-Vmin)/(Vas-Vmax)] seconds DutyCycle=Ln[(Vas-Vtemp)/(Vas-Vmax)] / Ln[(Vas-Vmax)/(Vas-Vmin)] Vmax=Vcc×R3/(R1+R3) Vmin=Vcc×R2×R3/[R2×R3+R1×(R2+R3)] Vas=Vcc×R6/(R5+R6) Vtemp=Vcc×(R7+R8)/(Rtherm+R7+R8) 振盪器的輸出直接接到產生工作周期的比較器IC1c的輸入端。R8決定溫度的設置點。R8到Rtherm的分壓為產生工作周期的比較器提供比較電壓，比較的輸出驅動一個光隔離的雙向可控硅驅動器。 圖1所示出的元件參數值的溫度系列是25～115℃

F. 如圖所示為用熱敏電阻R和電磁繼電器L等組成的一個簡單的恆溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高

A、當溫度降低到某一數值，熱敏電阻R的阻值增大，電路中電流減小，繼電器L對銜鐵P吸引力減小，P將不會被吸合下．故A錯誤．
B、當溫度升高到某一數值，熱敏電阻R的阻值減小，電路中電流增大，繼電器L對銜鐵P吸引力增大，P將會被吸合下．故B正確．
C、D恆溫箱內溫度高到一定數值後，應與電源斷開停止加熱，由上分析可知，溫度升高後，A、B端斷開，所以工作時，應該把恆溫箱內的加熱器接在A、B端．故C正確，D錯誤．
故選BC．

G. 小明利用實驗室的電磁繼電器、熱敏電阻R1、可變電阻器R2等器件設計了一個恆溫箱控制電路，如圖1所示．其

答：（1）恆溫箱溫控系統是由交流電加熱電路和直流控制電路組成，適當調節變阻器R₂的阻值，利用熱敏電阻R1的性能和阻值等使該系統能保證恆溫箱的溫度保持在預設的溫度范圍內．工作過程如下：
當恆溫箱內的溫度達到或者超過預設之最高溫度時，熱敏電阻R1的阻值下降，直流控制電路中電流增大，電磁繼電器吸合銜鐵，切斷交流加熱電路，恆溫箱開始降溫；
當恆溫箱內的溫度低於預設之最低溫度時，熱敏電阻R1的阻值增大，直流控制電路中電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，交流加熱電路接通，恆溫箱又開始升溫；
如此反復接通和斷開交流加熱電路，使恆溫箱的溫度保持在預設溫度范圍內．
（2）恆溫箱的加熱器應接在A、B端．
這樣溫度高於預設最高溫度時，電磁繼電器的銜鐵吸合，停止加熱；而溫度低於預設溫度時，電磁繼電器的銜鐵斷開，進行加熱．這樣才能實現溫度控制；
如果加熱器在C、D兩端，當溫度高於預設溫度時，R₁的阻值減小，電磁繼電器的銜鐵吸合，加熱器繼續工作，溫度將更高，這樣就無法實現恆溫控制．
（3）應選擇B可變電阻器．原因是：
電磁繼電器吸合時的電流為30mA，則控制電路的總電阻為R_總=R₁+R₂=200Ω，
控制90℃時，由曲線圖可知，R₁=50Ω，可變電阻值應為R₂=200Ω-50Ω=150Ω，
控制150℃時，由曲線圖可知，R₁=30Ω，可變電阻值應為R₂=200Ω-30Ω=170Ω．
所以，要選一個能提供150Ω～170Ω阻值的可變電阻器，選擇B即可滿足上述阻值要求，又能便於調節，故選用B即可．
（4）不足之處：小明設計的這個電路，從理論上講控制的只是一個固定的溫度值，這樣使用時，就會出現恆溫箱內溫度在某一固定值附近時，電磁繼電器頻繁通斷的現象，這對電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的．
解決方案：為了解決這個問題，可以設想製造一種繼電器，當已經達到了預設的溫度時，繼電器達到吸合電流值（如此題中的30mA），這種繼電器可以延長一段時間或限時到規定時間才吸合，從而斷開被控制電路．當低於預設的溫度時，通過繼電器的電流小於吸合電流值，這種繼電器同樣可以延長一段時間或限時到規定時間才釋放銜鐵．從而實現繼電器和加熱電路有一個較長的穩定工作狀態，達到既能實現恆溫控制又能延長使用壽命的目的．（只要提出的設計合理即可）

H. 如何控制溫度在140攝氏度

恆溫控制一般由加熱器和溫度感測器、控制電路共同實現。控制電路可以採用成品組件見下圖，也可以自行設計製作。

I. 恆溫控制系統設計

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