1、溫控器工作原理-簡介

溫控器，全稱為溫度控制器（Thermostat），也叫溫控開關、溫度保護器，分為機械式的和電子式的兩類，它主要是根據工作環境的溫度變化，在開關內部發生物理形變，從而產生某些特殊效應，產生導通或者斷開動作的一系列自動控制元件，或者電子原件在不同溫度下，工作狀態的不同原理來給電路提供溫度數據，以供電路採集溫度數據。

2、溫控器工作原理

溫控器的工作原理是通過溫度傳感器對環境溫度自動進行採樣、即時監控，溫控器當環境溫度高於控制設定值時控制電路啟動，可以設置控制回差。溫控器由轉換顯示機構、設定機構、比較運算機構、輸出機構四大機構組成。當溫度傳感器把現場溫度轉換成電信號傳給溫控器，溫控器的轉換顯示機構把電信號轉換成數字顯示或模擬指示出來，並在內部與設設定機構的設定值通過比較機構進行比較後，通過輸出機構輸出給操控器，然後操控器再對加熱器/致冷器進行控制。

溫度控制器電路圖（一）

採用555時基電路的簡易溫度控制器本電路是採用555時基集成電路和很少的外圍元件組成的一個溫度自動控制器。因為電路中各點電壓都來自同一直流電源，所以不需要性能很好的穩壓電源，用電容降壓法便能可靠地工作。電路元件價格低、體積小、便於在業餘條件下自制。該電路製作的溫度自動控制器可用於工業生產和家用的電加熱控制，效果良好。

一、電路工作原理電路原理

如圖6所示。
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​當溫度較低時，負溫度係數的熱敏電阻Rt阻值較大，555時基集成電路（IC）的2腳電位低於Ec電壓的1/3（約4V），IC的3腳輸出高電平，觸發雙向晶閘管V導通，接通電加熱器RL進行加熱，從而開始計時循環。當置於測溫點的熱敏電阻Rt溫度高於設定值而計時循環還未完成時，加熱器RL在定時週期結束後就被切斷。當熱敏電阻Rt溫度降低至設定值以下時，會再次觸發雙向晶閘管V導通，接通電加熱器RL進行加熱。這樣就可達到溫度自動控制的目的。

二、元器件的選擇

電路中，熱敏電阻Rt可採用負溫度係數的MF12型或MF53型，也可以選擇不同阻值和其他型號的負溫度係數熱敏電阻，只要在所需控制的溫度條件下滿足Rt＋VR1＝2R4這一關係式即可。電位器VR1取得大一些能獲得較大的調節範圍，但靈敏度會下降。雙向晶閘管V也可根據負載電流的大小進行選擇。其他元件沒有特殊要求，根據電路圖給出參數來選擇。

三、製作和調試方法

整個電路可安裝在一塊線路板上，一般不需要調試，時間間隔為1.1R2×C3，應該比加熱系統的熱時間常數選得小一些，但也不能太小，否則會因為雙向晶閘管V急速導通或關閉而造成過分的射頻干擾。安裝調試完後可裝入一個小塑料盒內，並將熱敏電阻Rt引出至測溫點即可。

溫度控制器電路圖（二）

如下圖所示為一種用電接點水銀溫度計構成的溫度自動控制電路。圖中A、B為電接點溫度計的兩個觸點，KM為交流接觸器其線圈額定電壓為36V，RL為電加熱器。當合上電源開關S，電加熱器開始加熱，當溫度上升至預置溫度時，電接點水銀溫度計的兩個觸點A、B接通，使接觸器KM得電吸合，其常閉觸點切斷電熱器電源，停止加熱。當溫度小於預置溫度時，電接點水銀溫度計的兩個觸點A、B斷開，KM斷電，其觸點復位，電加熱器又開始加熱。這樣週而復始，重複加熱，實現自動控溫的目的。

溫度控制器電路圖（三）

自動調節的溫度控制器電路流體媒價溫度控制器是利用感溫流體熱脹冷縮及液體不可壓縮的原理而實現自動調節。溫控器根據工作環境的溫度變化，在開關內部發生物理形變，從而產生某些特殊效應，產生導通或者斷開動作的一系列自動控制元件，或者電子原件在不同溫度下，工作狀態的不同原理來給電路提供溫度數據，以供電路採集溫度數據。

溫度控制器電路圖（四）

此溫度控制器電路圖的溫度控制範圍為5～95℃，可廣泛應用於工業生產及科研方面的溫度自動控制。

溫度控制器電路圖

元器件選擇R1～RIO均選用1／4W金屬膜電阻器或碳膜電阻器，R2和R3的精度應為為±1％。RP1～RP3均選用線性電位器。C1和C2均選用耐壓值為25V的鋁電解電容器；C3選用獨石電容器或滌綸電容器。YD選用1N4001或1N4007型硅整流二極管。VS選用1W、6V左右的硅穩壓二極管，例如1N4735等型號。VL1和VL2均選用φ5mm的發光二極管，VL1為紅色，VL2為綠色。UR選用1A、50V的整流橋堆，也可用4只1N4001橋接後代替。V1選用MTS-102型晶體管式溫度傳感器（也可用負溫度係數的熱敏電阻器代替）；V2選用S8550或3CG8550型硅PNP晶體管。IC1選用LM324型四運放集成電路；IC2選用7809型三端穩壓集成電路。K選用JRX-13F型9V直流繼電器。KM選用線圈電壓為220V的交流接觸器，其觸頭電流容量應根據EH的實際功率來選擇。PV選用100mV的電壓表。T選用3～5W、二次電壓為12V的電源變壓器。S選用5A、220V的交流電源開關。EH的功率應根據實際應用來選擇。

溫度控制器電路圖（五）

本電路是採用555時基集成電路和很少的外圍元件組成的一個溫度自動控制器。因為電路中各點電壓都來自同一直流電源，所以不需要性能很好的穩壓電源，用電容降壓法便能可靠地工作。電路元件價格低、體積小、便於在業餘條件下自制。該電路製作的溫度自動控制器可用於工業生產和家用的電加熱控制，效果良好。

一、電路工作原理

電路原理如圖1所示。

圖1 採用555時基電路的簡易溫度控制器電路圖

當溫度較低時，負溫度係數的熱敏電阻Rt阻值較大，555時基集成電路（IC）的2腳電位低於Ec電壓的1/3（約4V），IC的3腳輸出高電平，觸發雙向晶閘管V導通，接通電加熱器RL進行加熱，從而開始計時循環。當置於測溫點的熱敏電阻Rt溫度高於設定值而計時循環還未完成時，加熱器RL在定時週期結束後就被切斷。當熱敏電阻Rt溫度降低至設定值以下時，會再次觸發雙向晶閘管V導通，接通電加熱器RL進行加熱。這樣就可達到溫度自動控制的目的。

二、元器件的選擇

電路中，熱敏電阻Rt可採用負溫度係數的MF12型或MF53型，也可以選擇不同阻值和其他型號的負溫度係數熱敏電阻，只要在所需控制的溫度條件下滿足Rt＋VR1＝2R4這一關係式即可。電位器VR1取得大一些能獲得較大的調節範圍，但靈敏度會下降。雙向晶閘管V也可根據負載電流的大小進行選擇。其他元件沒有特殊要求，根據電路圖給出參數來選擇。

三、製作和調試方法

整個電路可安裝在一塊線路板上，一般不需要調試，時間間隔為1.1R2×C3，應該比加熱系統的熱時間常數選得小一些，但也不能太小，否則會因為雙向晶閘管V急速導通或關閉而造成過分的射頻干擾。安裝調試完後可裝入一個小塑料盒內，並將熱敏電阻Rt引出至測溫點即可。

溫度控制器電路圖（六）

電路如下圖所示。圖中IC為NE555時基電路；RP3為溫度調節電位器，其滑動臂電位決定IC的觸發電位V2和閾電位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流電壓經C1、R1限流降壓，D1、D2整流，C2濾波，DW穩壓後，市售電熱毯一般有高、低兩個溫度檔。使用時，撥在高溫檔，入睡後總被熱醒；撥在低溫檔，有時醒來會覺得熱度不夠。為此，製作了這種電熱毯溫控器，它可以把電熱毯的溫度控制在一個適宜的範圍內。

電熱毯溫控器電路

工作原理：

圖中IC為NE555時基電路；RP3為溫度調節電位器，其滑動臂電位決定IC的觸發電位V2和閾電位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流電壓經C1、R1限流降壓，D1、D2整流，C2濾波，DW穩壓後，獲得9V左右的電壓供IC用。室溫下接通電源，因已調V2《Vz、V6《Vf，IC③腳為高電位，BCR被觸發導通，電熱絲通電發熱，溫度逐漸升高。熱敏傳感器BG1隨溫度的升高，其穿透電流Iceo增大，V2、V6升高。當V2》Vz，V6≥Vf時，IC翻轉，③腳變為低電位，BCR截止郵電局熱絲停止發熱，溫度開始逐漸下降，BG1的Iceo隨之逐漸減小，V2、V6降低。當V6《Vf，V2≤Vz時，IC③腳回到高電位，BCR又被觸發導通，電熱絲又開始發熱。實踐證明，調節RP2使V2=1/2V6時，溫差為零；而V2=V6時最大。元件選擇：BG1可選用3AX、3AG等PNP型鍺管；BCR用400V以上小型塑封雙向可控硅，其它元件可按圖標選用。

製作要點：

熱敏傳感器BG1可用耐溫的細軟線引出，並將其連同管腳接頭裝入一電容器鋁殼內，注入導熱硅脂，製成溫度探頭。使用時，把該探頭放在適當部位即可。
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