第十五課 溫度感測與控制 (運算放大器的運用)

元件介紹

熱電偶---不同的金屬接合，其接合處會產生微弱的電壓，溫度越高則電壓越高，因此由這電壓可以推知接合處的溫度，熱電偶就是把兩種不同的金屬接合而成的溫度感測器。本實驗用的是K型熱電偶，外皮顏色是青色的，內有紅色及白色兩條線，紅色為正電。接合處在此用絞的接合在一起，正式使用應該用氬焊或其他高溫融合在一起。

熱敏電阻---溫度會改變熱敏電阻的電阻值，本實驗用的熱敏電阻是負溫度係數的，也就是溫度越高電阻值越小。編號102意指，在攝氏25度，電阻值是1kΩ。

可調電阻---有三隻腳及一個旋轉柄，轉動旋轉柄，一邊的電阻值會增加，另一邊會減少。

運算放大器---有很多種功能，在做熱電偶實驗時，我們用運算放大器把熱電偶微弱的電壓放大數百倍至數萬倍，在做熱敏電阻實驗時，我們用運算放大器比較兩個電壓的高低。 運算放大器有很多型號，在此我們用LM324，因為LM324對電源的要求很寬鬆，3V以上電源就可以。一個LM324內部有四個運算放大器。

10kΩ棕黑橙金 , 1kΩ棕黑紅金 , 6.2MΩ藍紅綠金 , 300Ω橙黑棕金 ,

實驗項目:

(1) 用電表量測熱電偶的電壓及熱敏電阻的電阻，再用熱吹風機吹熱電偶，或用手捏熱敏電阻，再量看看。

(2) 照下圖接線，用熱電偶控制LED，用吹風機吹熱電偶，LED就亮。

本實驗用運算放大器把熱電偶微弱的電壓放大數千倍 (非反相放大器)

電壓放大率=(R1+R2)/R1

改變不同的R1及R2再試試看

(3) 照下圖接線，用熱敏電阻控制LED，用手捏熱敏電阻或口呼熱氣讓LED亮。

本實驗用運算放大器比較可調電阻電壓與熱敏電阻電壓誰高 (比較器)，

將可調電阻調到LED要亮不亮，然後對熱敏電阻吹熱氣或手捏，LED就亮了

(4) 把LED換成電晶體、繼電器及玩具車，做溫控車實驗，遇熱車就跑。