毕业设计开题报告

题 目： 热敏电阻温控系统设计

学生姓名： 郭琳莎 学 号： 061601229 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 闫彩红

2010年3月26日

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1、文献综述

1.1 本课题的目的和意义

住房面积扩大，居室增多，户式中央空调器逐步走入家庭。为了能独立控制各房间的温度，必须使用温度控制器。本课题拟设计一种与户式中央空调配套使用的温度控制器，对各房间的温度进行检测，以便自动调节风扇电机的转速，实现各房间恒温控制。

我国户式中央空调在20世纪90年代中期起步，近年来普及速度十分快，在中国的普及率已达到5%～8%，一些沿海和经济发达地区，如北京市、上海市、广州市等地区户式中央空调普及率已达到10%左右。户式中央空调适应了住房大居室化的发展趋势，同时也是房地产开发商的又一个新的卖点，在未来的3～5年内将形成使用户式中央空调的消费高潮。由于我国城市建设的迅猛发展，房地产业的持续升温，人民生活水平不断提高，我国户式中央空调行业得到了高速发展。2004年我国户式中央空调市场容量82.38亿元，与2003年度58.4亿元相比增幅41.06%。户式中央空调已成为制冷空调这一大行业中增幅最大的一类产品。我国户式中央空调行业已形成了逾百家制造企业和设计科研院所、大学、工程施工安装专业群体，构筑了完整的从开发、研制、生产、工程设计、安装到服务的户式中央空调产业链。我国户式中央空调产品品种齐全、规格繁多，完全能满足国民经济和人民生活各方面的需要。 1.2 温控系统国内外的发展和应用

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。 1.2.1 温度传感器及其应用

温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。

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温度传感器的性能还由其应用领域的许多因素决定，如外部环境（物理和电学的）、电源供电方式等。总的来说，温度传感器主要应用于以下几个领域：

1）感测应用：温度传感器的热转换方式经常被用来测量物理量（如流量、辐射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等）。所有的这些传感器的测量值都以热形式为媒介并以电信号的方式输出。

2）生物医学应用：生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器，其中最重要的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以及在32℃～44℃之间精确度小于0.1℃。

3）太空应用：热敏电阻以及硅PN结己经使用于太空温度测量。利用分立的模拟和数字接口电路从感测元件读取温度信息对于低成本、低重量的使用情况越来越不适用，尤其在微米/纳米卫星中更难满足需要。具有数字输出功能的智能温度传感器可应用于未来的卫星设计中，并能传送与微处理器兼容的数字信息。

4）工业应用：集成温度传感器在自动化应用和微生物体热检测应用己有报道。尽管它们的特性和需求根据每个特殊的应用而变化非常大。对于低成本、长期稳定性和可靠性、强大的数字接口以及通讯系统等这些特殊的应用需求，目前的智能温度传感器都可满足。

5）消费产品应用：低成本集成温度传感器与变送器己经出现，而且被应用于消费产品中，如洗衣机、冰箱、空调等。低成本、无需外部部件、制造时简单的片上校正等是消费产品应用的特殊需求，并且－20℃～100℃之间测量精度要能达到0.5℃。 1.2.2热敏电阻

热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件．热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化。

热敏电阻的主要特点是：

1）灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10～6℃的温度变化；

2）工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；

3）体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；

4）使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；

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5）易加工成复杂的形状，可大批量生产； 6）稳定性好、过载能力强。

由于半导体热敏电阻有独特的性能，所以在应用方面，它不仅可以作为测量元件（如测量温度、流量、液位等），还可以作为控制元件（如热敏开关、限流器）和电路补偿元件．热敏电阻广泛用于家用电器、电力工业、通讯、军事科学、宇航等各个领域，发展前景极其广阔。1.2.3 单片机的概念和发展阶段

单片机就是在一块硅片上集成了中央处理器（CPU），存储器（RAM，ROM，EPROM）和各种输入、输出接口（定时器，计数器，并行I/O口，串行口，A/D转换器等，这样一块芯片具有一台计算机的功能，因而被称为单片微型计算机。由于单片机的硬件结构和指令系统的功能都是按工业控制要求而设计的，常用在工业的检测、控制装置中，因而也称为微控制器（Micro-Controller）或嵌入式控制器(Embedded-Controller)。

随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。

中国使用单片机的历史只有短短的30年，在初始的短短五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会，很多地区还成立了单片微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。在发达国家，单片机已经渗透到了每个人

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