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工业温度控制系统

发布时间:2013/11/4 20:19:21 访问次数:840

    该系统有几部分,不过在该作业中,US2075所关心的只是其中的晶体管电路,该电路对罐子中液体的温度变化进
监控,并提供一个与温度变化成比例的输出信号对温度进行精确控制。在该应用中,晶体管用作一个直流放大器。
    系统说明
    图17. 66中的系统是过程控制系统的一个例子,它利用闭环反馈的原理将液体的温度维持在50℃±1℃。
     罐子中的温度传感器是一个电热调节器,它是一个具有负温度系数的热敏电阻。
    电热调节器作为晶体管检洌器的基极偏置电路的一部分。电热调节器和其他热敏器件的知识都将在第21章中进行介绍。
    一个小的温度变化将使电热调节器的电阻发生变化,从而使晶体管的输出电压成比例变化。由于电热调节器一般都是非线性器件,系统的数字部分的作用就是对温度检测器的非线性特性进行精确的补偿,以便对加到炉子里的燃料流量进行连续的线性调整,对偏离期望值的温度进行补偿。
    很显然,该作业中所涉及的温度检测器电路板(颜色高亮的部分)只是整个系统的一小部分。不过,观察一下如何将晶体管偏置点的变化运用于类似这种情况很有趣。尽管系统的数字部分没有包括在内,但是它们表明一个典型的系统具有各种不同类型的单元。
    图17.67中给出了温度检测器电路板和安装在罐子内的电热调节器探头。其中包括了电热调节器的电路符号和npn晶体管的外形。

         
    第一步:将PC板与原理电路图联系起来。
    画出图17. 67所示的电路板的原理电路图,包括温度传感器在内。把原理图排列成熟悉的形式,并识别所用偏置的类型。
    第二步:分析电路。
    用一个+15 V的电源,分析温度检测器电路,确定在50℃及其上、下各l℃时的输出电压。给发射结加0.7V的电压。假设晶体管的pc一100。因为图表上的精碗度难以达到很小的范围,所以假设温度传感器在控制温度范围上的电阻如下:
    T=50℃时,R=2.75 k\Q,
    T一49℃时,R=3.1 k\0
    T=51℃时,R=2.5 k\Q
    如果考虑模一数转换器的1 MC1输入电阻,数值会有很大的变化吗?
    第三步:检测整个温度范围上的输出。
    将电路放到一个温度可控的环境中,确定温度以20℃的增量从30℃变化到110℃时,输出电压分别是多少。利用图17. 68中的关系曲线。

           
    第四步:对电路板进行故障诊断与排除。
    对于下列各问题,说明出现每一种情况的可能原因(参阅图17. 67):
    ①ve。近似为0.1 V,Ve为3.8 V。
    ②Q.的集电极电压保持在15 V。
    ③对于上面的每一种情况,如屎存在两个以上可能的故障,说明如何确定这些问题?
    控制系统中,说明检测电路板的基本作用是什么?

    该系统有几部分,不过在该作业中,US2075所关心的只是其中的晶体管电路,该电路对罐子中液体的温度变化进
监控,并提供一个与温度变化成比例的输出信号对温度进行精确控制。在该应用中,晶体管用作一个直流放大器。
    系统说明
    图17. 66中的系统是过程控制系统的一个例子,它利用闭环反馈的原理将液体的温度维持在50℃±1℃。
     罐子中的温度传感器是一个电热调节器,它是一个具有负温度系数的热敏电阻。
    电热调节器作为晶体管检洌器的基极偏置电路的一部分。电热调节器和其他热敏器件的知识都将在第21章中进行介绍。
    一个小的温度变化将使电热调节器的电阻发生变化,从而使晶体管的输出电压成比例变化。由于电热调节器一般都是非线性器件,系统的数字部分的作用就是对温度检测器的非线性特性进行精确的补偿,以便对加到炉子里的燃料流量进行连续的线性调整,对偏离期望值的温度进行补偿。
    很显然,该作业中所涉及的温度检测器电路板(颜色高亮的部分)只是整个系统的一小部分。不过,观察一下如何将晶体管偏置点的变化运用于类似这种情况很有趣。尽管系统的数字部分没有包括在内,但是它们表明一个典型的系统具有各种不同类型的单元。
    图17.67中给出了温度检测器电路板和安装在罐子内的电热调节器探头。其中包括了电热调节器的电路符号和npn晶体管的外形。

         
    第一步:将PC板与原理电路图联系起来。
    画出图17. 67所示的电路板的原理电路图,包括温度传感器在内。把原理图排列成熟悉的形式,并识别所用偏置的类型。
    第二步:分析电路。
    用一个+15 V的电源,分析温度检测器电路,确定在50℃及其上、下各l℃时的输出电压。给发射结加0.7V的电压。假设晶体管的pc一100。因为图表上的精碗度难以达到很小的范围,所以假设温度传感器在控制温度范围上的电阻如下:
    T=50℃时,R=2.75 k\Q,
    T一49℃时,R=3.1 k\0
    T=51℃时,R=2.5 k\Q
    如果考虑模一数转换器的1 MC1输入电阻,数值会有很大的变化吗?
    第三步:检测整个温度范围上的输出。
    将电路放到一个温度可控的环境中,确定温度以20℃的增量从30℃变化到110℃时,输出电压分别是多少。利用图17. 68中的关系曲线。

           
    第四步:对电路板进行故障诊断与排除。
    对于下列各问题,说明出现每一种情况的可能原因(参阅图17. 67):
    ①ve。近似为0.1 V,Ve为3.8 V。
    ②Q.的集电极电压保持在15 V。
    ③对于上面的每一种情况,如屎存在两个以上可能的故障,说明如何确定这些问题?
    控制系统中,说明检测电路板的基本作用是什么?

相关技术资料
11-4工业温度控制系统
11-4晶体振荡器
相关IC型号
US2075
US2075-00CT
US2075CT

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