当 R3?R4远大于Rg时，放大倍数G?R3?R4 Rg根据以前的试验资料可确定R9?0.1K，R10?50K，C3?50uF，C4?0.1uF确定了各个元器件的数值之后就可以用multisim仿真软件对放大器电路进行模拟分析，如图所示。
图3-4温度检测电路仿真
抗干扰性能是系统的可靠性的重要指标。供电线路是电网中各种浪涌电压入侵的主要途径。系统的接地装置不良或不合理,也是引入干扰的重要途径。各类传感器，输入输出线路的绝缘不良，也有可能引入干扰。在高压、大电流、高频电磁场附近干扰以场的形式入侵微机系统。干扰大致可分为常模干扰、共模干扰、数字通道的外源干扰和数字量通道的内源干扰。干扰的信号往往是幅值小，频率高，但是小幅值的杂波一旦是在放大器之前形成、输入，则可以被放大到足以给系统带来很大误差，甚至失去控制作用的后果，针对于上述的影响，我们在放大前后都对电路设计了滤波，以实现放大器的高增益、低噪声！放大前采用并联小电容的形式进行1级滤波，对高频部分过滤，但是低频部分可以很容易通过；后面的R9、R10、C3、C4组成了二级RC滤波电路。
对二级RC滤波电路检测器滤波性能，其结果如图3-5所示：
13
图3-5后级滤波的伯德图
可见二级滤波的是一个低通滤波器，低频容易通过，高频时迅速衰减，而在低频处，几乎是L(w)?0，也就是不衰减的输出。
用multisim仿真软件对放大器电路进行模拟分析，模拟电路的线性度及失真区间，从而推知工作温度范围。从前面的理论计算中，我们得知G=(R3+R4)/Rg+1，下面通过改变Rg的值就能够模拟出不同的放大倍数，给电路加一个10?V的交流电源即可获得电路的放大情况。如图3-6和3-7所示：
14
图3-6取Rg=300的模拟图
图3-7 取Rg=200的模拟图
从上述的二个模拟结果中分析，分别取Rg等于300、200模拟，计算值G等于133.3，201，而根据模拟图的数据可以计算出Rg等于300、200时的放大倍数为130.3,199.6，可见模拟出的效果较好。而根据热电偶在参考端的温度取值为30℃，其
15
最大的输出也仅是21919μν，放大倍数大其精度也就相对提高因此该系统中取
Rg?200刚好符合要求。对于不同的要求，只需调节Rg值就可以得所需的放大倍数。
在现有实验设备的条件下，分别用实物检测了水温，加热棒温度，并记录数据于如下表3-2和表3-3：
表3-2 水温度测量（放大200倍）数据，参考端30℃
温度℃ 电压V
50 0.161
52.5 0.181
55 0.203
60 0.240
表3-3 加热棒温度测量（放大200倍）数据，参考端30℃
温度℃ 电压V 温度℃ 电压V 温度℃ 电压V
140 0.734 210 1.409 280 2.03
150 0.888 220 1.499 290 2.11
160 0.973 230 1.586 300 2.19
170 1.051 240 1.673 310 2.29
180 1.113 250 1.764 320 2.39
190 1.224 260 1.845 330 2.47
200 1.302 270 1.943 340 2.56
62.5 0.255
65 0.287
70 0.327
75 0.375
78 0.400
由于加热棒温度测试的数据因热电偶放置地点的偏差，因此误差可能较大，但是我们从上表能够大体的分析出，在加热棒的温度为340℃时，放大器的输出电压为2.56V，温度每十度的增加，其放大器的输出电压增加0.08V，因此我们可以推断在放大器的输出电压达到了计算机输入的最大限度3V时，加热棒的温度能够达到400℃，这已经满足一般快速成型机的喷头温度为300℃的要求了。
由于水温测试的结果较准确，这里仅对水温测试数据进行详细分析。以温度对应K型热电偶分度表的电压值为横坐标输入，放大后电压值为纵坐标输出如图3-8所示：
16
图3-8 水温数据分析
从图3-8中可见，实际放大器的线性误差很小，该误差可能是温度计读数误差造成的。放大倍数 G=400/1.980=202.0与计算值(R3+R4)/Rg+1=201相差无几，仅存的误差可能是万能表测量Rg值的误差造成。 3.2加热部分
DAC进行D/A转换后，模拟量电压信号输出给TCA785，改变可控硅的导通角，同时负脉冲驱动光电耦合器工作，触发可控硅控制加热棒。这一部分共有两路，分别连接两个加热棒，控制两个喷嘴的温度，每一路主要包括一个光电耦合器MOC3021，一个集成电路移相触发器TCA785，一个变压器和一个双向可控硅。
光电耦合器MOC3021的内部示意图如下，输入部分是一砷化镓二极管，此二极管在5-15mA正向电流的作用下，发出强度足够的红外光。输出部分是一光敏双向晶闸管，在输出端电压接近零时，在红外光的作用下能双向导通。它的特点是输入和输出完全隔离，相互无干扰，不考虑同步问题，不设同步变压器。
17