温度与电压的换算公式

一、实验目的

(1)了解温度传感器的性能，学会在实际电路中应用温度传感器。

(2)将电子技术应用于工程实际，进行电子电路的设计、安装、调试的系统训练。

(3)进一步巩固运算放大器的线性和非线性应用。

二、实验任务

(1)设计一个温度控制系统，要求: 温度控制范围为40～50℃，并能在温度为40℃、50℃时，进行低温、高温报警。

(2)安装设计的温度控制系统。

(3)调试温度控制系统，使系统符合设计要求。

图4－2－8 控温实验电路

三、实验原理

1． 介绍电路

实验电路如图4－2－8所示，它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻(NTC元件)Rt为一臂组成测温电桥，其输出经测量放大器(U1A、U1B、U1C组成)，放大后由滞回比较器输出“加热”(灯亮)与“停止”(灯息)。改变滞回比较器的比较电压UD即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器的滞环宽度确定。Rt和100Ω/2W捆绑在一起。

2． 控制温度的标定

首先确定控制温度的范围。设控温范围为t1～t2(℃)，标定时将NTC元件Rt置于恒温槽中，使恒温槽温度为t1，调整RW1使UC=UD，此时的RW1位置标为t1，同理可标定t2的位置。根据控温精度要求，可在t1～t2之间标作若干点，在电位器RW1上标注相应的温度刻度即可。若RW1调不到所要求值，则应改变RW3或RW2的阻值。控温电路工作时只要将RW1对准所要求温度，即可实现恒温控制。由于不具备恒温槽条件，此实验仅模拟恒温控制的原理，对精度要求不高，另外受NTC元件限制只能升温，不能制冷，但原理是一样的。我们调节RW1的t1(室温)和t2(UAB=30m V)进行比较、调试和原理说明。

3． 实验电路分析

实验中的加热装置用一个100Ω/2W的电阻模拟，将此电阻靠近Rt即可，调节RW3使UD=4V，当调节RW1由最大值逐渐减小到灯亮和灯息临界状态时为t1，根据滞回比较器的传输特性，此时UC=UD，100Ω/2W电阻的温度就是当前室温，不用测量温度可用手感觉到，当调节到t2情况下，经过仪器放大器输出|UC|很大，根据滞回比较器的传输特性，UE为正稳压值，复合管起放大作用，向100Ω/2W电阻开始加热，灯亮。此时Rt随电阻温度的增加而阻值减小，UA逐渐逼近UB值，|UC|逐渐减小到UC＜UD时灯息，UE为负稳压值，这样停止加热，Rt值增加，|UC|增加到加热的情况，这样在灯亮灯息间变化，保持在UC=UD的附近加热和停止加热，控制电阻温度在t2值不变，达到了恒温控制的目的。

四、实验内容

(1)把“控温电路”单元放置到实验箱左上角的扩展板插槽中，按照图4－2－8连线。

(2)断开扩展板上的Eo、Ei两点之间的连线，打开实验箱及扩展板的电源开关。

(3)调节电位器RW1，使点A处电压最小(约为2．7V，用万用表测量)，再调节电位器RW2使点B处电压比点A处电压小0．2V左右。测量此时的C点电压值。

(4)调节RW3，使D点电压为4V左右。

(5)用连线连接点Eo、Ei，观察板上指示灯LED的变化，并用万用表测量点A、B、C、D、E的电压，观察各点电压的变化情况，分析原因。