楊松
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進口德國allectra 301-KAPM-060-PAIR1-10M
產(chǎn)地 | 進口 | 加工定制 | 是 |
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專業(yè)進口Dostmann 5000-0795 P795
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溫凝控制器廣泛應(yīng)用于電力電子的高低壓配電柜、端子箱、變電站,用于實時檢測環(huán)境溫濕度變化,保護電力電子器件。還廣泛應(yīng)用于需要對溫濕度進行檢測及綜合控制的場所,如蔬菜大棚、糧倉等。本文設(shè)計了一種溫凝控制器,以溫度傳感器AD592、凝露傳感器HDP一07作為檢測元件,以四通道的集成運放LM324作為核心控制比較元件,自動對被測環(huán)境進行溫度檢測、控制輸出和報警以及凝露保護等,克服了現(xiàn)有溫凝控制器對設(shè)計調(diào)試維修人員對軟件知識要求較高,電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,溫度反應(yīng)偏差大的缺點,簡化了電路結(jié)構(gòu)。
1.溫凝控制器控制原理
LM324電壓比較器作為溫凝控制器額主控芯片,利用溫度傳感器將溫度的變化變?yōu)殡娏鞯淖兓袄媚秱鞲衅鲗穸鹊牡淖兓D(zhuǎn)換為電阻的變化和LM324電壓比較器對溫凝控制器控制來實現(xiàn)報警顯示及輸出?;贚M324電壓比較器的溫凝控制器的原理框圖如圖1所示。
圖1 溫凝控制器原理框圖
2.電路設(shè)計
基于LM324電壓比較的溫凝控制器的電路設(shè)計主要包括直流穩(wěn)壓電源和溫凝控制兩部分的設(shè)計。該控制器主要部件包括溫濕度傳感器,通過紅藍黑黃四根導(dǎo)線通過底座連接到控制電路板,以及和控制電路板相連接的撥盤,最后經(jīng)殼體進行封裝。
2.1直流穩(wěn)壓
電源部分設(shè)計本文設(shè)計的溫凝控制器電路由直流穩(wěn)壓電源模塊、傳感器輸入模塊、報警顯示模塊、電壓比較模塊等組成。
基本上所有的電子產(chǎn)品都是直流電源供電,而日常的電網(wǎng)電壓是交流220V,因此首先要將交流電變?yōu)橹绷麟?,為電路提供穩(wěn)定的直流電源,本溫凝控制器需要為電壓比較模塊提供8V的直流電,為輸出繼電器模塊停工12V的直流電,首先經(jīng)變壓器調(diào)壓后,通過四個二極管組成的橋式整流電路進行整流,并經(jīng)電容濾波后經(jīng)三端集成穩(wěn)壓器進行穩(wěn)壓輸出。
2.2溫凝控制部分設(shè)計
溫凝控制部分設(shè)計采用LM324電壓比較器作為整個溫凝控制電路的主控芯片。LM324是真正差分輸入的四通道集成運算放大器,由*獨立的四組運放組成,它在電路中的主要作用是比較輸入電壓和基準電壓,根據(jù)兩路電壓的高低改變輸出電壓的高低,從而進行相應(yīng)的控制輸出。
本溫凝控制器選用AD592作為溫度傳感器,AD592是已經(jīng)集成化的溫度傳感器,是美國亞德諾半導(dǎo)體公司推出的一種高性能電流傳感器,將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電流。它具有誤差小、成本低、溫度變化和電流變化成線性的優(yōu)點。它的輸出電流以絕度絕對零度(一273oC)為基準,環(huán)境溫度每增減1℃,它會增加1微安的輸出電流。溫度傳感器經(jīng)過電壓跟隨器將溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓筝斎氲诫妷罕容^器的反相輸入端。線繞電位器和撥盤相連,用于提供基準電壓,并提供給電壓比較器的同相輸入端。如果LM324電壓比較器的輸入端電壓低于基準電壓,說明.IJ;ID~lJ環(huán)境溫度低于撥盤設(shè)定溫度,電壓比較器輸出高電平,此時通過二極管進行報警顯示并控制輸出進行升溫,直至環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度,電壓比較器輸出低電平,整個溫度控制過程為閉環(huán)系統(tǒng),因而能快速靈敏地控制溫凝控制器的動作,圖2為溫度控制模塊電路原理圖。
圖2 溫度控制模塊
本溫凝控制器選用HDP一07作為凝露傳感器,HDP一07是一種新型凝露傳感器,通過自身阻值變化去測量或預(yù)測空氣凝露的產(chǎn)生,其結(jié)構(gòu)是在陶瓷基片上制作梳妝電流,然后由樹脂和導(dǎo)電粒子涂覆形成電阻膜,具有典型的開關(guān)型傳感器的特點,對高濕度格外敏感,呈現(xiàn)高阻狀態(tài);在低濕度環(huán)境下,體現(xiàn)低阻狀態(tài)。具有體積小、測量周期短,反應(yīng)敏捷、精度高等優(yōu)點,克服了傳統(tǒng)光學原理制成的冷鏡式凝露傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、操作復(fù)雜、精度低的缺點,廣泛應(yīng)用于需要控制高濕度和凝露的場合,圖3為濕度控制模塊原理圖。
圖3 濕度控制模塊
當環(huán)境溫度中的相對濕度達到loo%B-,j-空氣中的水蒸氣將液化凝結(jié)為露珠,設(shè)備會因為潮濕而發(fā)生誤動作,減少使用壽,因此本文設(shè)計的溫凝控制器中采用HDP一07凝露傳感器用于檢測凝露的產(chǎn)生并及時消除。凝露傳感器與比較器構(gòu)成過零比較器,平常在低濕度的環(huán)境下,凝露傳感器的電阻很小,傳感器體現(xiàn)出開關(guān)閉合的特性,比較器輸出低電平;當環(huán)境濕度達到83%的臨界值時,凝露傳感器呈現(xiàn)高阻狀態(tài),比較器輸出高電平,從而控制電子開關(guān)三級管導(dǎo)通并顯示報警及控制輸出降低濕度,采用基于LM324電壓比較器作為主控芯片的溫凝控制電路相較基于軟件控制的電路,電路結(jié)構(gòu)更為簡單,調(diào)試組裝使用更為方便,成本也更加低廉。
3.測試
3.1溫度控制的調(diào)節(jié)與測試
(1)調(diào)基準
將撥盤刻度轉(zhuǎn)至0度,將萬用表的紅表筆夾住線繞電位器中間抽頭,黑表筆接地,萬用表轉(zhuǎn)至直流電壓檔,調(diào)整電位器W2,使電壓表讀數(shù)為2.73V。
(2)調(diào)線性精度
首先,將撥盤刻度調(diào)整至一3O度,調(diào)整電位器W2,使電壓讀數(shù)為2.43V;第二步將撥盤刻度調(diào)整至40度,記下萬用表的數(shù)值,如果數(shù)值大于3.13V,表明斜率偏大,再將撥盤刻度調(diào)整至一30度,調(diào)整電位器W1并重新調(diào)整W2是電壓讀數(shù)為2.43,再將撥盤刻度調(diào)整至4O度,觀察電壓表讀數(shù)是否為3.13V,若不是,重復(fù)第二步,直到電壓讀數(shù)為2.43V。
(3)調(diào)溫度傳感器精度
將撥盤刻度調(diào)整至室溫,調(diào)整電位器WS,使溫度報警指示二極管亮,并在這個臨界值來回調(diào)節(jié)電位器,溫度指示燈將來回在亮滅之間變化。
(4)測試
將撥盤刻度調(diào)整低于室溫,溫凝控制器不起作用;將撥盤刻度調(diào)整高于室溫,溫凝控制器的溫度報警指示燈亮,繼電器吸合,輸出220V交流電,表明溫度控制部分可正常工作。
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