电子式(热敏电阻式)温度控制器利用热敏电阻作为传感器,通过电子电路控制继电器的开闭,从而控制温度的变化。图5-17所示为电子式温度控制器的实物外形。
电子式温度控制器由感受温度的热敏电阻、电子电路、控制压缩机的继电器及电源线路构成,它除控制温度以外,还可以进行快速冷冻、化霜以及化霜时的温度补偿等控制。
如图5-18所示,电子式温度控制器所用的感温元件是负温度系数的热敏电阻。它将温度信号转变为电信号,与三极管或集成电路组成的比较放大器配合,控制电冰箱的工作状态,达到控温的目的。
图5-17 电子式温度控制器
图5-18 热敏电阻
热敏电阻的特性见表5-2。
表5-2 热敏电阻的特性
将热敏电阻直接放在电冰箱内的适当位置,利用热敏电阻受到箱内较小的温度变化(一般为1~2℃)影响时其电阻值会发生相应变化的特性进行工作。这较小的温度变化可利用惠斯登电桥电路进行检测,如图5-19所示。
图5-19 惠斯登电桥电路
该电路由桥式电路、电压比较放大器和继电器等部分组成。在C、D两端接上电源,根据基尔霍夫定律,当电桥的电阻R1×R4=R2×R3时,A、B两点的电位相等,输出端A与B之间没有电流流过。热敏电阻的阻值R1随周围环境温度的变化而变化,当平衡受到破坏时,A、B之间有电流输出。因此,在构成温度控制器时,可以很容易地通过选择适当的热敏电阻来改变温度调节范围和工作温度。
根据桥式电路制成的热敏电阻式温度控制器如图5-20所示。将惠斯登电桥的一个桥路置换为热敏电阻作为感温元件,三极管VT1的发射极和基极接在电桥的一个对角线上,电桥的另一条对角线接在24V电源上。RP为电冰箱温度调节电位器。当RP固定为某一阻值时,若电桥平衡,则A点电位与B点电位相等,VT1的基极与发射极间的电位差为零,三极管VT1截止,继电器K释放,压缩机停止运转。随着停机后电冰箱内的温度逐渐上升,热敏电阻R1的阻值不断减小,电桥失去平衡,A点电位逐渐升高,三极管VT1的基极电流Ib逐渐增大,集电极电流Ic也相应增大。箱内温度越高,R1的阻值越小,Ib越大,Ic也越大。当集电极电流厶增大到继电器的吸合电流时,继电器K吸合,接通压缩机电机的电源电路,压缩机开始运转,系统开始进行制冷运行,箱内温度逐渐下降。随着箱内温度的逐步下降,热敏电阻R1的阻值逐步增大,此时三极管VT1的基极电流Ib变小,集电极电流厶也变小。当Ic小于继电器的释放电流时,继电器K释放,压缩机电机断电停止工作。停机后电冰箱内的温度又逐步上升,热敏电阻R1的阻值又不断减小,使电路进行下一次工作循环,从而实现了电冰箱内温度的自动控制。
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