温度控制实验板实验指导书

温度控制是日常生活、工业生产等经常遇到的控制技术，我们家用的空调、冰箱、智能热水器、电饭煲、带热浸泡的洗衣机等等，都需要温控。而工业上使用的则更为广泛，有些产品的质量和温控的有直接的关系。（温度控制又是不太容易实现控制、不太直观的一种控制。）因此，温度控制是电子控制技术所不可回避的重要的一种控制技术。 
温度控制实验板是为了让学生能直观的了解温控，并具有一定的实用性而设计的。可通过5KΩ电位器R7将温控范围设置在25~45摄氏度之间。老师可根据学生的情况安排实验内容。以下是简单的温控原理图：

 
在电位器R7设置适当的值后，如果热敏电阻RT大于R7和R8的电阻之和，则LM324的同相输入端（+）的电平会高于反相输入端（－）的电平，则输出为高电平，使三极管T导通，继电器得电，触点吸合，进而使加热装置为恒温箱加热。
当恒温箱温度上升，温度传感器（热敏电阻）RT的阻值小于（R7+R8）时，LM324的负端电压会高于正端，从而输出低电平，三极管T截止，继电器失电，触点断开，系统停止加热。
具体的接线如下：

 
上面这种简单的温控电路的缺点是，在温度达到温控点时继电器频繁动作，这样会影响继电器和加热装置的使用寿命。在一些实际应用中，如孵化小鸡，温度控制在37~39摄氏度之间即可，这样如果将系统改进为区间温控就既能满足温度的要求，又能提高系统的使用寿命。
以下就是用于区间温控的原理图：

 
系统中在高低两个采温点之间增加了一个电阻R2，并使用一个D触发器达到区间温控的目的。其工作原理为：
当温度传感器RT的阻值大于R2+R7+R8时LM324的低温检测正端电位小于负端电位，触发器SD端为0，进而触发器Q输出为高电平，三极管T导通，
继电器吸合，加热器加热。
当温度上升到RT等于或稍大于R2+R7+R8时低温检测端输出转换为高电平，但是高温检测端RT+R2仍然大于R7+R8，因此高温检测端输出仍然为低电平，D触发器不反转继续保持原来的状态，输出Q仍为高电平，进而系统继续加热。
当恒温箱温度上升到RT+R2小于R7+R8时高温检测单元的正端电压小于负端电压，则输出由低电平跳变为高电平，D触发器将输入端D的低电平置入触发器，则输出变为低电平，三极管截止，继电器失电而停止加热。
恒温箱因为停止加热而温度下降，当温度下降在RT+R2大于R7+R8时高温检测单元输出由高电平变为低电平，但低温检测单元输出仍为高电平因而系统不会发生变化。
当恒温箱温度下降到RT大于R2+R7+R8时低温检测单元输出变为低电平，从而启动新一轮加热过程，系统从而实现区间温控。
为了实现不同的温控区间，实验板提供了R1、R2、R3三个用于区间温控的电阻，阻值分别为：75Ω、150Ω、300Ω，在温度大约为38摄氏度时对应的温度变化区间幅度为：0.35度、0.7度、1.4度。学生可以根据自己的需要选择电阻，也可以将R1、R2、R3进行串并联组合以达到自己设想的温控区间。
区间温控的具体接线如下图：

为了让有能力的同学可以进一步的研究温控知识，下面提供一些温度传感器的资料。
随温度控制实验板提供的温度传感器（热敏电阻）参数：10KΩ，B值为3380，精度为1%。阻值是指温度在25摄氏度时传感器的阻值为10KΩ；而B值满足以下公式B=（LnR1-LnR2）/（1/T1-1/T2），Ln是以e为底的自然对数，R2、R1是温度为T2、T1时的电阻值，B值越大说明阻值随温度的变化越快，更符合热敏电阻材料的非线性效应。根据此公式可以计算出不同温度下传感器的阻值；精度是指实际阻值和理论阻值之间的差不大于1%。根据这些参数可以计算出下表的温度与阻值关系：

根据上表的数据，如果将R7和R8的电阻之和调整到上表的温度值所对应数值上，则简单温控的温度即是对应温度，区间温控即是温控区间的中间温度值。
如将R7和R8的电阻之和调整为6.23K(万用表设置)则简单温控大约为38摄氏度；区间温控如果采用R2为高、低温检测的中间电阻，则温控范围大概为37.5℃~38.5℃之间。

缺少一部分重要内容，即实现闭环温控的装置。可能需要把加热器和热敏电阻安装在一个箱子中吧？ 
原理讲的很详细，是否也需要讲调试的方法？
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