一、工作原理
接通电源后,加热电阻通过继电器常闭触点接入220V交流电路,开始加热。此时温度为常温,负温度系数热敏电阻为10k。随着加热的进行,Rt的电阻值继续下降,Uref开始上升。此时,调节Rpl还可以改变决定温度的上限温度控制点T1。
当温度达到控温点时。 Rt=Rtl,Uref=UCC*R2/(R2+R11》2.5V,运放输出高电平,内部晶体管导通,继电器闭合。常闭触点断开,加热停止。与此同时,继电器另一侧一组常开触点闭合,使Rp2+R3与R11并联,使Uref进一步上升。该电路是一个简单的迟滞电路。
通过调节Rp2可以调节温控器的下限温度控制点T2。当加热停止时,温度开始缓慢下降。 Rt逐渐增大,即Rt=Rtl时。由于Rp2+R3并联电路的连接。 Uref仍大于2.5V,输出晶体管继续导通,保持继电器处于吸合状态,加热电阻仍处于断电状态。仅当温度降至下限温度阈值T2时。 Rt=Rt2,Uref=Uc-cxR2/(R2+RI1下)》2.5V运放输出低电平,内部晶体管截止,继电器释放,常开触点打开,退出所连接的电路。同时常闭触点复位,重新开始加热,如此反复,通过控制加热电阻将温度稳定在T1~T2范围内,实验发现,即使不需要电阻Rp2+R3,电路不会出现热振荡(即继电器在稳定点Tl处持续切换),这是因为热惯性,但加入Rp+R3会更可靠,并且有一个温度阈值范围T1~ T2.该值可以通过调整Rpl和Rp2来实现。
2、电路调试
这个电路非常简单。由于TIA31的驱动能力为100mA,可以直接驱动小型继电器,因此电路板可以采用穿孔板。比较困难的是电路调试。这里采用10k负温度系数热敏电阻进行温度测量,其精度相对较高。电路接通后,开始加热。温控室内放置10k测温电阻,同时放置温度计。当温度上升到设定的上限温度值Tl时。调整Rp1。使TL431导通,继电器闭合。继续观察,当温度降至下限温控值T2时,调节Rp2,使TL431截止,释放继电器。由于测温电阻的非线性,电位器Rp1和Rp2的标记也可能是非线性的。只需标记几个关键点即可。
该温度控制电路仅使用一颗TL431即可完成一定范围内温度的设定和控制。简单、实用、性价比高。非常适合学生和电子爱好者。
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