溫度控制電路復習解題方法指導

程琪

◆摘? 要：文章分析了在電路的綜合復習中，溫度的區間控制電路是一個常考的熱點，也是一個難點。在溫度控制電路中，會涉及到諸多問題，比如溫度的上限和下限的判斷，溫度的臨界點問題，如何實現溫度的保持，最終實現溫度的區間控制。這些問題都是復習中的重點難點，希望本文對學生的解題有一個指導。

◆關鍵詞：溫度控制;電路;解題方法

在高三復習階段，電路的綜合分析始終是一個學生感覺的難點問題，電路綜合題中的溫度控制電路是常考的熱點，涉及到溫度的上限下限臨界點分析，溫度的保持等問題。下面將從三個方面對這些問題結合實例進行詳細分析，希望對學生理解溫度電路的控制過程有一個清晰的認識，從而去解決一些電子控制電路中關于溫度的區間控制的問題。

一、臨界點分析

在溫度控制電路中，是依靠熱敏電阻這個傳感器來檢測溫度的，熱敏電阻分為正溫度系數熱敏電阻和負溫度系數熱敏電阻兩種。臨界點就是一個溫度值，在這個溫度值上下，熱敏電阻會有不同的“反應”，這樣才會有所“觸發”，所以臨界點的判斷非常重要。下面以兩個例題來進行分析。

例1.下圖是一個比較器控制三極管的溫度控制電路，已知溫度低于設定值，加熱絲加熱;溫度高于該設定值，加熱絲停止加熱。假設熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關系如下圖。

（1）已知電阻R1=R2=R3=5KΩ，則溫度超過? ? ? ℃時，加熱絲停止加熱。溫度低于? ? ? ℃，加熱絲開始加熱。若溫度剛好等于設定溫度，電位Ua? ? ? Ub（A.>;B.<;C.=）

解題方法：這是一個溫度控制電路，熱敏電阻隨溫度升高逐漸增大，是正溫度系數熱敏電阻。查表可知，溫度低于設定值t<34℃，Ua>Ub，比較器輸出1，三極管導通，繼電器吸合，加熱絲加熱;溫度高于設定值，t>34℃， Ua

（2）若將溫度設定值調節為39℃，可將電阻R1（A.增加;B.減小），或者只將電阻R2（A.增加;B.減小），或者只將電阻R3（A.增加;B.減小）。

解題方法：臨界點右移到39℃，當電路環境剛好處于39℃時，Ua=Ub仍然成立。所以應將R1減小，或者R2增加，或者只將電阻R3增加。

經過分析，該電路存在著一個缺點，因為只存在一個臨界點，會出現時而工作，時而不工作的情況，加熱的間隔時間太短，那么如何改進呢？看下面這道例題。

例2.上圖是一個溫度控制電路，已知溫度低于下限溫度時，加熱絲加熱;溫度高于上限溫度時，加熱絲停止加熱。假設熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關系如上圖。

（1）已知電阻R1=5KΩ，則溫度超過上限溫度? ? ?℃時，加熱絲停止加熱。溫度低于下限溫度? ? ?℃，加熱絲開始加熱。

解題方法：這是一個555芯片控制的溫度電路，當加熱絲停止加熱時，3腳輸出“1”，Ua<1/3 vcc，Rt>37℃;當加熱絲開始加熱時，3腳輸出“0”，Ua>2/3 vcc，Rt>33℃。33℃和37℃是該加熱控制的臨界點（閾值）。若要調高上限溫度的同時，調低下限溫度，這個是不能實現的，只能同時調節上限或調節下限，不能調高上限的同時調低下限或調高下限的同時調低上限。

二、溫度上下限控制的原理

溫度的上下限控制可以看成是由三部分組成的，如下圖所示，輸入部分由熱敏電阻和固定電阻或可調電阻分壓，熱敏電阻檢測溫度，并把溫度信號轉換為電信號送入控制中心，控制中心可以是電壓比較器、555電路、三極管、門電路等處理溫度變化的信息，并發出指令，控制繼電器的動作。

如上面分析過的兩個溫度控制系統，在例1中，當溫度變化，熱敏電阻阻值會發生變化，會影響比較器的同向輸入端的電壓，從而比較器輸出高或低電平，控制三極管導通截止，繼電器控制觸點動作，加熱絲加熱或停止加熱。在例2中，當溫度變化，熱敏電阻阻值會發生變化，進而影響555的2、6輸入端的電平，輸出端3腳輸出相應的“0”或“1”控制三極管導通截止，繼電器控制觸點動作，加熱絲加熱或停止加熱。如下圖所示。

溫度區間控制的基本原理如下圖所示，要把溫度控制在30～40度的區間內，當溫度在下限30度和上限40度臨界點變化時，輸入信號會發生改變，從而會影響控制部分的輸出，進而實現控制。

希望本文對高三選考技術的考生能有所幫助，對溫度控制電路能有一個深刻的認識，進而對復習起到事半功倍的效果。

參考文獻

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