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基于運(yùn)算放大器的高精度溫度報(bào)警電路

科技觀察員 ? 來源:homemade-circuits ? 作者:homemade-circuits ? 2024-02-25 14:42 ? 次閱讀

這個(gè)溫度報(bào)警電路,每當(dāng)傳感器檢測(cè)到的溫度超過設(shè)定的閾值時(shí),就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。

下面還將討論警報(bào)的可靠性和潛在的修改。溫度報(bào)警利用 LM334Z 芯片來檢測(cè)周圍溫度的變化。

使用 LM334Z 作為溫度傳感器

LM334Z 是一款集成芯片,可產(chǎn)生恒定電流并隨溫度變化而改變其輸出。

如果您想要穩(wěn)定的電流,這可能會(huì)很麻煩,但它有助于制作溫度計(jì)。

電路如何工作

參考所示電路圖,溫度報(bào)警電路的工作原理可以從以下幾點(diǎn)來理解:

wKgZomXa4QyAEP4WAAJStQJNXoM667.png

來自 LM334 的電流在 R1 兩端產(chǎn)生電壓,并將其與 RV1 的設(shè)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。IC2b 充當(dāng)振蕩器

假設(shè)正輸入的電壓高于負(fù)輸入。因此,運(yùn)算放大器的輸出很高,略低于Vcc。

這使得正輸入約為 R7、R8 和 R9 的 Vcc 的 2/3。只要輸出為高電平,正輸入的電壓就會(huì)隨著 C1 通過 R10 充電而上升,直到達(dá)到 Vcc 的 2/3 左右。

然后,運(yùn)算放大器的輸出變?yōu)榈碗娖剑瑢?dǎo)致正輸入降至 Vcc 的 1/3,C1 開始放電。

當(dāng)負(fù)輸入電壓降至 Vcc 的 1/3 時(shí),輸出變?yōu)楦唠娖剑h(huán)重復(fù)。我們已經(jīng)收到了許多關(guān)于奇數(shù)振蕩器電路的技術(shù)提示建議,所以讓我們解釋一下為什么這個(gè)電路能夠可靠地振蕩。

當(dāng)IC2b的負(fù)輸入與正輸入電壓匹配時(shí),運(yùn)算放大器的輸出即將變?yōu)榈碗娖健jP(guān)鍵點(diǎn)是,當(dāng)IC的輸出下降時(shí),C1的電壓不斷上升,直到它下降到Vcc的2/3以下。

然而,輸出電壓的任何下降都會(huì)立即拉低正輸入,即使輸出下降,也能保持開關(guān)動(dòng)作的原因(負(fù)輸入較高)。

當(dāng)輸出下降到C1無法再充電時(shí),正輸入已經(jīng)遠(yuǎn)低于負(fù)輸入。

任何進(jìn)一步的輸出壓降只會(huì)增加這種差異,使開關(guān)保持持續(xù),直到輸出達(dá)到最低點(diǎn)。澄清一下 LM358,其最高電壓限制約為 Vcc-1.5V。

因此,雖然確切的輸入開關(guān)電平并不完全是 Vcc 的 2/3 和 1/3,但原理仍然存在。現(xiàn)在,關(guān)于洗澡提醒器:當(dāng)IC2a的輸出較低(低溫)時(shí),振蕩器自由運(yùn)行。

當(dāng)溫度和 IC2a 的輸出較高時(shí),D1 和 R6 會(huì)停止它。

之所以使用建議的換能器,主要是因?yàn)槲覀冎車幸粋€(gè)換能器,但您不僅限于這種類型。

我們沒有特別匹配其頻率或驅(qū)動(dòng)要求,因此您可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

對(duì)于更改,您可以將 C1 增加到 10μ 左右,取出 R11 和 LS1,并在 IC2b 的輸出和接地之間放置一個(gè)蜂鳴器模塊。

這種改變會(huì)將警報(bào)變成開關(guān)嗡嗡聲,如果您打算永久設(shè)置電路,它可能比推薦的換能器效果更好。

零件清單

上述溫度報(bào)警電路的零件清單如下圖所示:

wKgZomXa4QiALEaLAAHB-BN7NzA342.png

應(yīng)用

LM334Z 芯片具有與溫度相關(guān)的電流源特性,適用于多種應(yīng)用。

由于其對(duì)溫度變化的線性響應(yīng),它在構(gòu)建溫度計(jì)方面特別有用。

此外,其輸出隨溫度的變化可用于創(chuàng)建溫度警報(bào),其中振蕩會(huì)根據(jù)溫度波動(dòng)觸發(fā)警報(bào)。

這種多功能芯片是構(gòu)建具有精度和適應(yīng)性的溫度敏感系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

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