Aufgabe Vorschlag B - 2.5 - Transistor als Schalter · Abitur Hessen Mechatronik LK 2022

Sensorschaltung zur Temperatursteuerung (Material 2)

Die Kabine des Lackierautomaten ist mit zwei gleichen Temperatursensoren ausgerüstet, um die Temperatur während des Lackierens zu überwachen. Ein Temperatursensor R3 ist in der Nähe des Heizgebläses installiert, der zweite Sensor R5 befindet sich weiter entfernt in der Kabine. Sobald das Heizsystem in Betrieb geht, erreicht der Sensor R3 schneller die gewünschte Temperatur als der weiter entfernte Sensor R5. Die Summe der beiden Sensorsignale liefert die Information, dass die Kabine vollständig auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt ist (Material 2).

http://www.farnell.com/datasheets/1503771.pdf (abgerufen am 25.2.2021)

https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/bc447-d.pdf (abgerufen am 25.2.2021)

Dimensionieren Sie den Basis-Spannungsteiler $R_v$ und $R_q$ so, dass der Transistor BC447 ein Relais mit einer Spulenleistung von $2{,}6\text{ W}$ sicher schalten kann.

Hinweise: Der Operationsverstärker OP3 hat eine Ausgangsspannung von $22\text{ V}$. Die Sättigungsspannung $U_{\text{CEsat}}$ ist zu vernachlässigen und die Stromverstärkung ist $h_{\text{FE}} = 100$. Das Querstromverhältnis ist mit $q = 5$ und der Übersteuerungsfaktor mit $\ddot{u} = 2$ zu wählen.

$I_C$:

$R_q$:

$R_v$: