醫(yī)用 宜溫箱 一
出處：風2008 發(fā)布于：2008-09-17 00:00:00 | 1586 次閱讀
本例介紹的醫(yī)用恒溫箱，采用溫度傳感器集成電路，溫度控制范圍為-25-+100℃之間可調(diào)。
電路工作原理
該醫(yī)用恒溫箱電路由溫度檢測放大電路、觸發(fā)器、控制電路和電源電路組成，如圖9-40所示。
溫度檢測放大電路由精密穩(wěn)壓集成電路IC1、溫度傳感器集成電路IC2、運算放大器集成電路lC3(Nl、N2)、電阻器Rl-R5和電位器RPl、RP2組成。
觸發(fā)器電路由電阻器R6、發(fā)光二極管VLl-VL3和與非門集成電路lC4(Dl、D2 組成。
控制電路由功能轉(zhuǎn)換開關(guān)Sl、電阻器R7、R8、發(fā)光二極管VL3、二極管VDl、晶體管V和繼電器K組成。
電源電路由電源開關(guān)S2、電阻器R9、電容器Cl、C2、穩(wěn)壓二極管VS和整流二極管VD2組成。
接通電源開關(guān)S2，交流220V電壓經(jīng)Cl降壓、VS穩(wěn)壓、VD2整流及C2濾波后，為溫度檢測放大電路、RS觸發(fā)器和控制電路提供l2V直流工作電壓。
由ICl、Rl-R3、RPl和RP2組成運算放大器Nl的正相輸入端的基準電源電路，用來提供溫度上限基準電壓;IC1、RP2、RP3和R4、R5組成運算放大器N2反相輸入端的基準電源電路，用來提供溫度下限基準電壓。
IC2兩端電壓隨著溫度的變化而變化。當溫度上升時，IC2的內(nèi)阻增大，其兩端電壓隨之升高;當溫度下降時，IC2的減小，其兩端電壓也隨之降低。
S1用來控制恒溫箱的工作狀態(tài)。將S1置于"l"位置時，電路處于加熱控制狀態(tài)，控制的負載為加熱裝置 (例如電加熱器等);將S1置于"2"位置時，電路處于制冷控制狀態(tài)，控制的負載為制冷裝置 (例如半導(dǎo)體制冷器等)。
在Sl置于"1"位置時，若恒溫箱內(nèi)溫度低于RP2設(shè)定的下限溫度時，運算放大器Nl輸出高電平，N2輸出低電平，IC4的4腳輸出高電平，V飽和導(dǎo)通，K通電吸合，加熱裝置通電工作，使恒溫箱內(nèi)溫度不斷上升。同時發(fā)光二極管VLl和VL3點亮。
當箱內(nèi)溫度超過RPI設(shè)定的上限溫度時，N1輸出低電平，N2輸出高電平，IC4的4腳輸出低電平，使V截止，K釋放，加熱裝置斷電停止加熱，同時VL2點亮，VLl和VL3熄滅。
加熱裝置停止加熱后，恒溫箱內(nèi)的溫度緩緩下降，當箱內(nèi)溫度降至上、下限溫度之間時，Nl和N2均輸出高電平，VL2熄滅，但IC4的4腳仍輸出低電平，加熱裝置仍不工作。直到恒溫箱內(nèi)溫度降至下限溫度以下時，加熱裝置又重新通電工作。
將S1置于"2"位置時，在恒溫箱內(nèi)溫度高于上限溫度時制冷設(shè)備通電工作;在恒溫箱內(nèi)溫度低于下限溫度時制冷設(shè)備斷電停止工作。
元器件選擇
Rl-R9選用1/4W金屬膜電阻器或碳膜電阻器。
RPl-RP3均選用小型多圈線繞電位器。
Cl選用耐壓值為450V的鋁電解電容器;C2選用耐壓值為25V的鋁電解電容器。
VDl和VD2均選用lN4007型硅整流二極管。
VS選用lW、l2V的硅穩(wěn)壓二極管。
VLl-VL3均選用φ3mm的高亮度發(fā)光二極管。
V選用S8050型硅NPN晶體管。
IC1選用TL431或μA431型精密穩(wěn)壓集成電路;IC2選用LM335Z型溫度傳感器集成電路;IC3選用MC4558型雙運放集成電路;IC4選用CD401l或MCl4011型四與非門集成電路。
K選用JZC-2lFE型l2V直流繼電器。
電路工作原理
該醫(yī)用恒溫箱電路由溫度檢測放大電路、觸發(fā)器、控制電路和電源電路組成，如圖9-40所示。
溫度檢測放大電路由精密穩(wěn)壓集成電路IC1、溫度傳感器集成電路IC2、運算放大器集成電路lC3(Nl、N2)、電阻器Rl-R5和電位器RPl、RP2組成。
觸發(fā)器電路由電阻器R6、發(fā)光二極管VLl-VL3和與非門集成電路lC4(Dl、D2 組成。
控制電路由功能轉(zhuǎn)換開關(guān)Sl、電阻器R7、R8、發(fā)光二極管VL3、二極管VDl、晶體管V和繼電器K組成。
電源電路由電源開關(guān)S2、電阻器R9、電容器Cl、C2、穩(wěn)壓二極管VS和整流二極管VD2組成。
接通電源開關(guān)S2，交流220V電壓經(jīng)Cl降壓、VS穩(wěn)壓、VD2整流及C2濾波后，為溫度檢測放大電路、RS觸發(fā)器和控制電路提供l2V直流工作電壓。
由ICl、Rl-R3、RPl和RP2組成運算放大器Nl的正相輸入端的基準電源電路，用來提供溫度上限基準電壓;IC1、RP2、RP3和R4、R5組成運算放大器N2反相輸入端的基準電源電路，用來提供溫度下限基準電壓。
IC2兩端電壓隨著溫度的變化而變化。當溫度上升時，IC2的內(nèi)阻增大，其兩端電壓隨之升高;當溫度下降時，IC2的減小，其兩端電壓也隨之降低。
S1用來控制恒溫箱的工作狀態(tài)。將S1置于"l"位置時，電路處于加熱控制狀態(tài)，控制的負載為加熱裝置 (例如電加熱器等);將S1置于"2"位置時，電路處于制冷控制狀態(tài)，控制的負載為制冷裝置 (例如半導(dǎo)體制冷器等)。
在Sl置于"1"位置時，若恒溫箱內(nèi)溫度低于RP2設(shè)定的下限溫度時，運算放大器Nl輸出高電平，N2輸出低電平，IC4的4腳輸出高電平，V飽和導(dǎo)通，K通電吸合，加熱裝置通電工作，使恒溫箱內(nèi)溫度不斷上升。同時發(fā)光二極管VLl和VL3點亮。
當箱內(nèi)溫度超過RPI設(shè)定的上限溫度時，N1輸出低電平，N2輸出高電平，IC4的4腳輸出低電平，使V截止，K釋放，加熱裝置斷電停止加熱，同時VL2點亮，VLl和VL3熄滅。
加熱裝置停止加熱后，恒溫箱內(nèi)的溫度緩緩下降，當箱內(nèi)溫度降至上、下限溫度之間時，Nl和N2均輸出高電平，VL2熄滅，但IC4的4腳仍輸出低電平，加熱裝置仍不工作。直到恒溫箱內(nèi)溫度降至下限溫度以下時，加熱裝置又重新通電工作。
將S1置于"2"位置時，在恒溫箱內(nèi)溫度高于上限溫度時制冷設(shè)備通電工作;在恒溫箱內(nèi)溫度低于下限溫度時制冷設(shè)備斷電停止工作。
元器件選擇
Rl-R9選用1/4W金屬膜電阻器或碳膜電阻器。
RPl-RP3均選用小型多圈線繞電位器。
Cl選用耐壓值為450V的鋁電解電容器;C2選用耐壓值為25V的鋁電解電容器。
VDl和VD2均選用lN4007型硅整流二極管。
VS選用lW、l2V的硅穩(wěn)壓二極管。
VLl-VL3均選用φ3mm的高亮度發(fā)光二極管。
V選用S8050型硅NPN晶體管。
IC1選用TL431或μA431型精密穩(wěn)壓集成電路;IC2選用LM335Z型溫度傳感器集成電路;IC3選用MC4558型雙運放集成電路;IC4選用CD401l或MCl4011型四與非門集成電路。
K選用JZC-2lFE型l2V直流繼電器。
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