3.1 温度传感器与温度检测控制电路

3.1.1 温度传感器的控制关系

温度传感器是一种将温度信号转换为电信号的器件，而检测温度的关键为热敏元件，因此温度传感器也称为热-电传感器，主要用于各种需要对温度进行测量、监视控制及补偿等的场合。

图3-1所示为温度传感器的连接关系。从图中可以看出，该温度传感器采用的是热敏电阻器作为感温元件，热敏电阻器是利用其电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度的。

温度传感器根据其感应特性的不同，可分为PTC传感器和NTC传感器两类，其中PTC传感器为正温度系数传感器，即传感器阻值随温度的升高而增大，随温度的降低而减小；NTC传感器为负温度系数传感器，即传感器阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。

图3-2所示为正常环境温度下温度传感器的控制关系。在正常环境温度下时，电桥的电阻值R1/R2=R3/R4，电桥平衡，此时A、B两点间电位相等，输出端A与B间没有电流流过，晶体管VT的基极（b）与发射极（e）间的电位差为零，晶体管VT截止，继电器K线圈不能得电。

图3-3所示为环境温度升高时温度传感器的控制关系。当环境温度逐渐上升时，温度传感器R1的阻值不断减小，电桥失去平衡，此时A点电位逐渐升高，晶体管VT的基极电压逐渐增大，此时基极电压高于发射极电压，晶体管VT导通，继电器K线圈得电，常开触点K-1闭合，接通负载设备的供电电源，负载设备即可起动工作。

图3-4所示为环境温度降低时温度传感器的控制关系。当环境温度下降时，温度传感器R1的阻值不断增大，此时A点电位逐渐降低，晶体管VT的基极电压逐渐减小，当基极电压低于发射极电压时，晶体管VT截止，继电器K线圈失电，常开触点K-1复位断开，切断负载设备的供电电源，负载设备停止工作。

3.1.2 温度检测控制电路

1.热敏电阻器构成的自动检测加热电路

图3-5所示为一种简易的小功率自动加热电路。该电路主要是由电源供电电路和温度检测控制电路构成的。

电源供电电路主要是由电容器C1、电阻器R1、整流二极管VD1、VD2、滤波电容器C2和稳压二极管VS等构成的；温度检测控制电路主要是由热敏电阻器RT、电位器RP、稳压集成电路IC、电加热器及外围相关元器件构成的。

电源供电电路输出直流电压分为两路：一路作为IC的输入直流电压；另一路经RT、R3和RP分压后，为IC提供控制电压。

RT为负温度系数热敏电阻器，其阻值随温度的升高而降低。当环境温度较低时，RT的阻值较大，IC的控制端分压较高，使IC导通，发光二极管VD3点亮，VT受触发而导通，电加热器通电开始升温。当温度上升到一定温度后，RT的阻值随温度的升高而降低，使集成电路控制端电压降低，VD3熄灭、VT关断，EH断电停止加热。

2.温度传感器LM35D构成的温度检测电路

图3-6所示为温度检测控制电路。温度传感器LM35D将温度检测值转换成直流电压送到电压比较器A2的⑤脚，A2的⑥脚为基准设定的电压，基准电压是由A1放大器和W1、W2微调后设定的值，当温度的变换使A2⑤脚的电压超过⑥脚时，A2输出高电平使VT导通，继电器J动作。开始起动被控设备，如加热器等设备。