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實驗半導體恒溫(wēn)培養(yǎng)箱(xiāng)原(yuán)理.特點

更(gēng)新(xīn)時(shí)間(jiān)：2014-12-24

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工作原理(lǐ)：
本恒溫箱(xiāng)的(dí)熱(rè)交換是采用一塊(kuài)基於(yú)帕(pà)爾(ěr)帖效應的(dí)半導(dǎo)體製冷(lěng)器(qì)件M，電路見圖。圖中，RT1,RT2均為(wéi)型號MF53-1的(dí)負溫度(dù)係(xì)數的(dí)熱敏(mǐn)電阻（NTC），分別用作室(shì)溫（環(huán)境溫度）和(hé)培養箱(xiāng)內溫度的(dí)溫度探(tàn)頭。運放U1A，U1B的(dí)反(fǎn)相輸入端有(yǒu)同一基準電(diàn)位V b，為敘述方(fāng)便，現(xiàn)假(jiǎ)定設定(dìng)U1A的起(qǐ)控(kòng)溫(wēn)度(dù)為25℃，U1B的(dí)起(qǐ)控溫度(dù)也為25℃。那麼：當室(shì)溫低於(yú)25℃時，有Vc＜Vb，U1A輸出低(dī)電(diàn)平，Q4截止，KP1不工作(zuò)，其(qí)常閉(bì)觸點接(jiē)通(tōng)M的(dí)A,A2位置，此時，若(ruò)培(péi)養箱(xiāng)內溫(wēn)度(dù)低(dī)於25℃，則(zé)有(yǒu)Va ＞Ⅴb，U1B輸出高電平,Q3導通(tōng),光(guāng)電耦合器U4得(dé)到(dào)初級工(gōng)作電(diàn)流,其次(cì)級光敏三極管導通為可控(kòng)矽(guī)提(tí)供觸(chù)發(fā)電流,可控(kòng)矽導通,接通M的工作電源(yuán)。M得(dé)電開(kāi)始(shǐ)工(gōng)作(zuò)，因M加的是(shì)正向工(gōng)作電(diàn)流，所以M的工作麵發熱，因而(ér)培養箱(xiāng)內溫度(dù)升高(gāo)，RT2阻值逐暫變(biàn)小，Va逐暫變小(xiǎo)，當(dāng)培養箱(xiāng)內溫度高(gāo)於25℃時，出現Va＜Vb。U1B輸(shū)出(chū)低(dī)電平(píng)，Q3截止(zhǐ)，光電(diàn)耦(ǒu)合(hé)器(qì)失(shī)去初級(jí)工(gōng)作(zuò)電流而(ér)使(shǐ)其次(cì)級(jí)光(guāng)敏三(sān)極(jí)管(guǎn)關斷，可(kě)控矽(guī)VS失去觸發電流(liú)而關(guān)斷。M失去工作電(diàn)流(liú)而停止工(gōng)作，培養(yǎng)箱內(nèi)溫(wēn)度(dù)不再(zài)上(shàng)升而(ér)逐(zhú)暫(zàn)下(xià)降。當(dāng)培(péi)養箱(xiāng)內溫度再次低於25℃時(shí)，可控(kòng)矽再(zài)次得(dé)到(dào)觸發電流(liú)而工作，M再(zài)次(cì)得電而(ér)工作，培養箱內溫(wēn)度再(zài)次(cì)升高，如此(cǐ)循環(huán)，使培養箱(xiāng)內(nèi)溫度(dù)維持(chí)在(zài)一(yī)定的範(fàn)圍內(nèi)。
當室溫高於25℃時，有(yǒu)Vc＞Vb，U1A輸出高(gāo)電平，Q4導(dǎo)通，KP1得(dé)電工作(zuò)，其常開觸(chù)點(diǎn)閉合，此時(shí)，M的B,B2接(jiē)入電路，M通過(guò)反向(xiàng)電流，其(qí)工作麵(miàn)得(dé)電製冷(lěng)。此時，若培養(yǎng)箱(xiāng)內溫(wēn)度高(gāo)於25℃，則有Va＜Vb，U1B輸出低電(diàn)平(píng)，又(yòu)因U1A輸(shū)出高(gāo)電(diàn)平，故此時Q2,Q3均(jūn)導(dǎo)通，光電耦合(hé)器U4得到初級工作電流(liú)而(ér)使其(qí)次級(jí)光敏(mǐn)三極(jí)管(guǎn)導通為可(kě)控(kòng)矽VS提供(gōng)觸發電(diàn)流(liú)而使(shǐ)VS觸(chù)發(fā)導通(tōng)，M得電工作製冷(lěng)。於是(shì)，培養(yǎng)箱(xiāng)內(nèi)溫度開(kāi)始下降，RT2的阻值(zhí)開始增(zēng)大(dà)，當培養箱(xiāng)內(nèi)溫度(dù)降(jiàng)到(dào)低於25℃一(yī)下(xià)時(shí)，出(chū)現Va＞Vb，U1B輸(shū)出(chū)高電(diàn)平，Q2截止，光電耦(ǒu)合器(qì)失去初級工作電流(liú)而使其次(cì)級光敏(mǐn)三(sān)極(jí)管(guǎn)關斷，可控矽失(shī)去(qù)觸(chù)發(fā)電流而(ér)關斷，M失(shī)電而停止工作，M不(bù)再製冷，培(péi)養箱(xiāng)內溫度不再(zài)下降而(ér)開(kāi)始回升(shēng)，當(dāng)培養箱內溫(wēn)度(dù) 再次(cì)上到25℃時，M 又得(dé)電工(gōng)作而再(zài)次製(zhì)冷。如此循(xún)環，以(yǐ)維持(chí)培養箱內(nèi)溫(wēn)度(dù)在一定(dìng)的範(fàn)圍(wéi)內(nèi)。U1C,U1D為極限溫度檢測(cè)電(diàn)路，當某(mǒu)種(zhǒng)原因使培養(yǎng)箱內(nèi)溫度超過設(shè)定(dìng)報警(jǐng)溫度上(shàng)限或者低於(yú)設定溫度下(xià)*，必(bì)有(yǒu)U1C或(huò)者(zhě)U1D之一輸(shū)出(chū)高電平而(ér)使(shǐ)聲(shēng)源(yuán)集(jí)成電(diàn)路U3得電(diàn)工作經Q5放大後驅(qū)動揚(yáng)聲器發聲報(bào)警。另(lìng)外(wài)，還通(tōng)過R8,C8組(zǔ)成(chéng)的延時(shí)電路後(hòu)推動Q6動作(zuò)切斷(duàn)主(zhǔ)電(diàn)路(lù)的供電(diàn)以強(qiáng)迫主電路停(tíng)止工作而(ér)不再產熱或者(zhě)製(zhì)冷(lěng)。C9是為消除臨界溫度引(yǐn)起KP1頻(pín)繁動作(zuò)而(ér)設(shè)。