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小型无触点的恒温箱
类别:传感与控制  
 
这例介绍的小型无触点恒温箱,适用于温度较低(5090左右)的场合。

工作原理

小型无触点恒温箱电路原理图如图所示。

图中,EH为发热元件,如电炉丝、石英加热板等,将它安装在箱体内用来加热。VTH为晶闸管,它将220V交流电作半波整流后,为EH提供电源。R1、C1与VTH并联,为晶闸管作过电压保护。R2、VD1和稳压二极管VS为VTH的触发信号电路提供一个较稳定的直流电源。双基极二极管VT与其外围元件组成一个弛张振荡器,它与隔离变压器T等组成晶闸管的触发信号电路。R3,RP,热敏电阻器RT、电容器C1、R4以及变压器T的一次绕组和VT,构成了弛张振荡器。由于采用了热敏电阻器RT,所以弛张振荡器的振荡频率受RT电阻值大小的影响。

本例采用的是MZ61型正温度系数热敏电阻器,并将它设置在箱体内作感温元件。恒温箱内温度低时,RT阻值小,弛张振荡器频率高,其产生的脉冲信号通过隔离变压器T耦合,在T的二次侧产生电压信号.这种电压信号经VD3整流后,形成了对VTH的触发信号,使VTH导通,电流表头PA显示出通过EH的电流值。

由于电源为交流电源,所以在市电为负半波时,VTH截止,EH断电。适当选择RT的标称电阻值,在RP的配合下,使恒温箱在低于设定温度时,弛张振荡器频率为50Hz,与电源频率同步,这样能使电源的每个正半波电压都加到EH上,EH发热温度最高;当恒温箱内的温度接近被控温度点时,RT阻值增大,弛张振荡器的频率低于50Hz,而且随温度的升高,RT阻值也在增大,使触发VTH的脉冲信号的频率降低。也就是说,晶闸管每秒钟导通的次数随着温度的升高而减少。当恒温箱内的温度又偏低时,RT的阻值也随之减小,弛张振荡器频率又升高,VTH导通次数增多,EH产生的热量增大,这样就使恒温箱始终保持在恒定的温度范围之内。

元器件选择

VD1一VD3选用2CP12型硅普通二极管;,VS选用19V、0.5W硅稳压二极管,如1 N5249、1N5249B、2CW5249、2CW21K型等。

VTH选用2A、400V的晶闸管,如CR2AM或CSM2B等型号。如果EH功率大,则应选用大电流的晶闸管;VT选用BT33E型双基极晶体管。

RP选用直线式实心电位器。

R1, R2选用RJ-2W金属膜电阻器;R3, R4选用RTX-114W碳膜电阻器;RT选用MZ61型正温度系数热敏电阻器。

C1、C2均选用CM l型涤纶电容器。PA选用44C2-5A型电流表。

EH使用300W普通电熨斗加热芯(由于VTH为晶闸管,加热器EH中通过的是半波交流电,因此加热功率仅为加热器标称功率的一半)。