在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，電阻爐是一種常用的設(shè)備，而電阻爐驅(qū)動(dòng)及測(cè)量電路對(duì)于實(shí)現(xiàn)電阻爐精確的溫度控制起著至關(guān)重要的作用。下面我們將詳細(xì)剖析該電路的工作原理、設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及關(guān)鍵元件的作用。
電阻爐驅(qū)動(dòng)及測(cè)溫電路主要承擔(dān)著溫度測(cè)量和被控對(duì)象驅(qū)動(dòng)的功能，其電路結(jié)構(gòu)如圖所示：

該電路選用錦鉻 - 康銅熱電偶作為溫度傳感器。熱電偶是一種基于熱電效應(yīng)的溫度測(cè)量元件，它能夠?qū)囟茸兓D(zhuǎn)化為電信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，通過電位計(jì)來調(diào)整運(yùn)算放大器的增益，其目的是使當(dāng)溫度達(dá)到 200℃時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出為 5V。這樣做可以將溫度信號(hào)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為合適的電壓信號(hào)，以便后續(xù)的處理。
運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)會(huì)同時(shí)經(jīng)歷兩個(gè)重要的轉(zhuǎn)換過程。首先，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換，將模擬的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。這一步驟使得信號(hào)能夠被數(shù)字系統(tǒng)所處理，便于進(jìn)行精確的控制和分析。然后，數(shù)字量再經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動(dòng)裝置。D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓具有關(guān)鍵作用，它可以控制 TL494 輸出的 PWM（脈沖寬度調(diào)制）占空比。具體來說，這個(gè)輸出電壓越大，TL494 輸出高電平的時(shí)間就越長(zhǎng)。
當(dāng) TL494 輸出為高電平時(shí)，MOC3041 光耦合晶閘管會(huì)實(shí)現(xiàn)過零觸發(fā)導(dǎo)通。由于 220V 交流電與反向晶閘管串聯(lián)，此時(shí) 220V 交流電就可以對(duì)電阻爐進(jìn)行加熱。相反，當(dāng) TL494 輸出為低電平時(shí)，MOC3041 光耦合晶閘管斷開，220V 交流電也隨之?dāng)嚅_，電阻爐停止加熱。通過這種方式，我們可以通過精確控制 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出，來控制 220V 交流電對(duì)電阻爐的加熱時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐溫度的有效控制。
在加熱電路中采用 MOC3041 具有兩個(gè)重要目的。其一，它實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)電與弱電的隔離。在電路系統(tǒng)中，強(qiáng)電部分（如 220V 交流電）和弱電部分（如控制信號(hào)）的隔離可以有效提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，防止強(qiáng)電干擾對(duì)弱電控制電路造成損壞。其二，它實(shí)現(xiàn)了雙向晶閘管的過零觸發(fā)。過零觸發(fā)可以使流過晶閘管的電流波形為正弦波，這樣能夠有效減少諧波的產(chǎn)生。諧波的存在可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)和其他設(shè)備造成不良影響，因此減少諧波是提高電路性能和穩(wěn)定性的重要措施。