專利名稱：雙邏輯程序控溫儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種雙邏輯程序控溫儀，適用于中、小型熱風(fēng)爐、干燥箱、電爐等加熱裝置的溫度程序控制。
現(xiàn)有的控溫儀或則只能對(duì)某個(gè)給定的時(shí)間與溫度進(jìn)行檢測(cè)與控制，而當(dāng)改變控制的時(shí)、溫參數(shù)時(shí)則需人工操作切換；或則雖能分區(qū)段自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間和溫度的程序控制，自動(dòng)改變控制時(shí)、溫，不需人工操作切換，但必須借助電腦來(lái)完成這種功能，致使自動(dòng)程序控溫儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。
本實(shí)用新型提供一種雙邏輯程序控溫儀，能分區(qū)段自動(dòng)進(jìn)行時(shí)、溫控制，不需人工操作切換，不用電腦控制，不需模／數(shù)轉(zhuǎn)(A／D)和數(shù)／模轉(zhuǎn)換(D／A)技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，造價(jià)低，使用方便，且能保證一定控制精度。
本實(shí)用新型參見附

圖1，由傳感放大器1，模糊邏輯運(yùn)算器2，時(shí)鐘順序發(fā)生器3，時(shí)序控制器4，雙邏輯選擇器5，輸出放大執(zhí)行器6組成。傳感放大器1的輸出端接至模糊邏輯運(yùn)算器2的輸入端，傳感放大器1將測(cè)溫傳感電壓信號(hào)適當(dāng)放大后輸送給模糊邏輯運(yùn)算器2，模糊邏輯運(yùn)算器2將測(cè)溫傳感電壓信號(hào)與控溫參考電壓信號(hào)進(jìn)行模糊邏輯運(yùn)算后，輸出控溫電壓信號(hào)，送給雙邏輯選擇器5。時(shí)鐘順序發(fā)生器3產(chǎn)生時(shí)鐘順序電壓信號(hào)，其輸出端接至?xí)r序控制器4的輸入端，時(shí)序控制器4接收來(lái)自時(shí)鐘發(fā)生器3的時(shí)鐘電壓信號(hào)，再與時(shí)序起、止電壓信號(hào)組合，產(chǎn)生時(shí)序電壓控制信號(hào)，送給雙邏輯選擇器5。雙邏輯選擇器5有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸入端與模糊邏輯運(yùn)算器2的輸出端相接，另一個(gè)輸入端則接至?xí)r序控制器4的輸出端。雙邏輯選擇器5將來(lái)自模糊邏輯運(yùn)算器2的溫度控制電壓信號(hào)與來(lái)自時(shí)序控制器4的時(shí)序控制電壓進(jìn)行雙邏輯選通，組成程序時(shí)、溫控制電壓信號(hào)輸出，雙邏輯選擇器5的輸出端接至輸出放大執(zhí)行器6的輸入端，輸出放大執(zhí)行器6將程序時(shí)、溫控制電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并通過繼電器操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱設(shè)備(熱風(fēng)爐、干燥箱、電爐)的加熱溫度進(jìn)行分區(qū)段自動(dòng)程序時(shí)、溫控制。
本實(shí)用新型是首次將模糊邏輯運(yùn)算器2和雙邏輯選擇器5用于時(shí)、溫程序控制。本實(shí)用新型的核心是采用模糊邏輯運(yùn)算器2與雙邏輯選擇器5，將溫度控制的模糊邏輯與時(shí)序控制的二值邏輯相結(jié)合構(gòu)成雙邏輯控制裝置，實(shí)現(xiàn)程序時(shí)、溫控制，其主要功能由模糊邏輯運(yùn)算器和雙邏輯選擇器來(lái)完成。
模糊邏輯運(yùn)算器2參見附圖2，由若干個(gè)模糊與門u1，運(yùn)算放大器u2，電位器R1，電阻R2，R3，R4組成。若干個(gè)模糊與門u1做成一塊集成電路芯片Dyl(S－126)，也可用4Dl集成電路或運(yùn)算放大器構(gòu)成。組成模糊邏輯運(yùn)算2的u1，u2，R1，R2，R3，R4的數(shù)量與控溫區(qū)段分段數(shù)有關(guān)。若需控制的溫度分為n個(gè)區(qū)段，則模糊邏輯運(yùn)算器2由n個(gè)模糊與門u1，n個(gè)運(yùn)算放大器u2，n個(gè)電位器R1和2n個(gè)電阻R2，n個(gè)電阻R3與n個(gè)電阻R4構(gòu)成。每一個(gè)模糊與門u1有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸入端與前級(jí)傳感放大器1的輸出端相連接，另一個(gè)輸入端則與一個(gè)對(duì)應(yīng)的電位器R1的抽頭連接，此端同時(shí)又經(jīng)電阻R2接至對(duì)應(yīng)的一個(gè)運(yùn)算放大器u2的負(fù)極性輸入端。電位器R1一端接＋5V直流電源，另一端接地。模糊與門u1的輸出端經(jīng)電阻R2接至對(duì)應(yīng)的一個(gè)運(yùn)算放大器u2的正極性輸入端，運(yùn)算放大器u2由±12V直流電源供電，其輸出端經(jīng)電阻R3輸出溫度控制電壓信號(hào)，同時(shí)R3再經(jīng)R4接地。
由n個(gè)模糊與門u1構(gòu)成的上述模糊邏輯運(yùn)算器2，輸出4個(gè)控溫電壓信號(hào)用以控制4個(gè)不同的溫度區(qū)段。若需控制的溫度區(qū)段為n個(gè)，則要采用由n個(gè)模糊與門u1及相應(yīng)匹配數(shù)量的運(yùn)算放大器u2，電位器R1及電阻R2，R3，R4組成的模糊邏輯運(yùn)算器2來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，輸出4個(gè)溫度控制電壓信號(hào)。
模糊邏輯運(yùn)算器2的模糊與門u1將來(lái)自前級(jí)傳感放大器1的測(cè)溫電壓信號(hào)與來(lái)自電位器R1的控溫參考電壓信號(hào)進(jìn)行極小值運(yùn)算后，輸出信號(hào)送給運(yùn)算放大器u2，運(yùn)算放大器u2將此信號(hào)與來(lái)自電位器R1的控溫參考信號(hào)再作閥值運(yùn)算后輸出溫度控制信號(hào)。極小值運(yùn)算為兩信號(hào)相比較取極小值信號(hào)輸出。閥值運(yùn)算為兩信號(hào)電壓相等時(shí)，則有(高)電壓信號(hào)輸出，兩信號(hào)電壓不相等時(shí)則無(wú)(低)電壓信號(hào)輸出。
模糊邏輯運(yùn)算器2將來(lái)自傳感放大器1的測(cè)溫電壓信號(hào)與由電位器整定的控溫參考電壓信號(hào)分別進(jìn)行極小值運(yùn)算與閥值運(yùn)算后輸出溫度控制信號(hào)給雙邏輯選擇器5。
雙邏輯選擇器5參見附圖3，由兩級(jí)與非門電路組成。第一級(jí)與非門電路包括若干個(gè)與非門u3，第二級(jí)與非門電路則只有一個(gè)與非門u4，第一級(jí)與非門u3的數(shù)目等于時(shí)、溫控制區(qū)段的數(shù)目，控制需要分為n個(gè)時(shí)、溫區(qū)段，則采用n個(gè)與非門u3。第一級(jí)的每一個(gè)與非門u3有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸入端與模糊邏輯運(yùn)算器2相對(duì)應(yīng)的一個(gè)輸出端相接，u3的另一個(gè)輸入端則與時(shí)序控制器4相對(duì)應(yīng)的一個(gè)輸出端相接。與非門u3只有一個(gè)輸出端，每一個(gè)與非門u3將對(duì)應(yīng)的時(shí)、溫控制區(qū)段的一個(gè)溫度控制信號(hào)和一個(gè)時(shí)序控制信號(hào)進(jìn)行選通后，輸出到第二級(jí)與非門u4。第二級(jí)與非門u4則有n＋1個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端。其中n個(gè)輸入端分別與第一級(jí)與非門u3的一個(gè)輸出端相接，第n＋1個(gè)輸入端則與來(lái)自時(shí)序控制器4的總控溫時(shí)區(qū)起、止(清零)信號(hào)輸出端相接。與非門u4的輸出端接至輸出放大執(zhí)行器6的輸入端。與非門u4將上述n＋1信號(hào)進(jìn)行選通后輸出程序時(shí)、溫控制信號(hào)。這樣，雙邏輯選擇器5就輸出程序時(shí)、溫控制信號(hào)給輸出放大執(zhí)行器6。
傳感放大器1是現(xiàn)有測(cè)溫傳感放大電路，它包括測(cè)溫傳感器和電壓信號(hào)放大電路均屬已有技術(shù)。測(cè)溫傳感器可采用半導(dǎo)體測(cè)溫元件，或熱電阻，熱電鍋，可根據(jù)測(cè)溫范圍及使用要求選定。
時(shí)鐘順序發(fā)生器3由常規(guī)時(shí)鐘產(chǎn)生顯示電路與時(shí)序矩陣板組成。均屬現(xiàn)有技術(shù)。每塊時(shí)序矩陣板的時(shí)區(qū)范圍為24小時(shí)，若需控制的時(shí)區(qū)超過24小時(shí)，可選用若干塊時(shí)序矩陣板組成。
時(shí)序控制器4也屬于現(xiàn)有時(shí)序控制電路，它接收來(lái)自時(shí)鐘順序發(fā)生器3的時(shí)序信號(hào)，輸出一組控溫時(shí)序信號(hào)和一組總控制時(shí)區(qū)起、止信號(hào)。輸出的控溫時(shí)序信號(hào)的數(shù)目與控溫時(shí)區(qū)分段數(shù)相等，若控制分為n個(gè)時(shí)區(qū)，則需n個(gè)控溫時(shí)序信號(hào)。
輸出放大執(zhí)行器6屬于現(xiàn)有技術(shù)，由放大電路與執(zhí)行電路(繼電器)組成。
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是采用上述附圖1所示的雙邏輯程序控溫儀程序控制如下4個(gè)時(shí)、溫區(qū)段。
雙邏輯程序控溫儀傳感放大器1采用半導(dǎo)體傳感元件Sl134A集成恒流源。
因?yàn)樗杩刂频臏囟确譃?個(gè)區(qū)段，模糊邏輯運(yùn)算器2采用4個(gè)與非門u1構(gòu)成的集成電路芯片Dyl(S－126)，4個(gè)運(yùn)算放大器u2采用4個(gè)運(yùn)算放大器AN1741，4個(gè)電位器R1采用4個(gè)1K電位器，8個(gè)電阻R2采用8個(gè)10K，1／4W金屬膜電阻，4個(gè)R3采用4個(gè)5.6K，1／8W炭膜電阻，4個(gè)R4用4個(gè)2.7K，1／8W炭膜電阻構(gòu)成。
因?yàn)榭販乜倳r(shí)區(qū)范圍未超過24小時(shí)，時(shí)鐘順序發(fā)生器3采用一塊時(shí)序矩陣板組成。時(shí)鐘順序發(fā)生器3輸出4個(gè)時(shí)區(qū)對(duì)應(yīng)的4個(gè)時(shí)序信號(hào)和一組總時(shí)區(qū)起、止信號(hào)。
時(shí)序控制器4輸出4個(gè)時(shí)序控制信號(hào)和一組總時(shí)區(qū)起、止控制信號(hào)。
雙邏輯選擇器5第一級(jí)與非門采用4個(gè)74lS00與非門構(gòu)成，第二級(jí)與非門則采用1個(gè)74lS30與非門。
采用本實(shí)施例的雙邏輯程序控溫儀，可控溫度范圍為－55℃～125℃，總控制時(shí)區(qū)不超過24小時(shí)。
權(quán)利要求1.一種雙邏輯程序控溫儀，其特征是由傳感放大器1，模糊邏輯運(yùn)算器2，時(shí)鐘順序發(fā)生器3，時(shí)序控制器4，雙邏輯選擇器5和輸出放大執(zhí)行器6組成。傳感放大器1的輸出端接至模糊邏輯運(yùn)算器2的輸入端，模糊邏輯運(yùn)算器2的輸出溫度控制信號(hào)接至雙邏輯選擇器5相應(yīng)的一輸入端。時(shí)鐘順序發(fā)生器3的輸出端接至?xí)r序控制器4的輸入端，時(shí)序控制器4的輸出端輸出時(shí)序控制信號(hào)接至雙邏輯選擇器5的另一輸入端。時(shí)序控制器4另有輸出端輸出總控溫時(shí)區(qū)起、止信號(hào)接至雙邏輯選擇器5相對(duì)應(yīng)輸入端，雙邏輯選擇器5的輸出端接至輸出放大執(zhí)行器6的輸入端。
2.權(quán)利要求1的雙邏輯程序控溫儀，其特征在于模糊邏輯運(yùn)算器2，由n個(gè)模糊與門u1和n個(gè)運(yùn)算放大器u2以及n個(gè)電位器R1和2n個(gè)電阻R2，n個(gè)電阻R3，n個(gè)電阻R4組成，每一個(gè)模糊與門有兩個(gè)端入端，一個(gè)輸入端與前級(jí)傳感放大器1的輸出端相連接，另一個(gè)輸入端則與一個(gè)對(duì)應(yīng)的電位器R1的抽頭連接，此端同時(shí)又經(jīng)電阻R2接至對(duì)應(yīng)的一個(gè)運(yùn)算放大器u2的負(fù)極性輸入端。電位器R1一端＋5V直流電源，另一端接地。模糊與門u1的輸出端經(jīng)電阻R2接至對(duì)應(yīng)的一個(gè)運(yùn)算放大器u2的正極性輸入端，運(yùn)算放大器u2由±12V直流電源供電，其輸出端經(jīng)電阻R3輸出溫度控制電壓信號(hào)，同時(shí)R3再經(jīng)R4接地。
3.權(quán)利要求1或2的雙邏輯程序控溫儀，其特征在于雙邏輯選擇器5，由兩級(jí)與非門電路組成，第一級(jí)與非門電路含有n個(gè)與非門u3。第二級(jí)與非門電路只有一個(gè)與非門u4，每一個(gè)與非門u3有兩個(gè)輸入端，一輸入端與模糊邏輯運(yùn)算器2相對(duì)應(yīng)的一個(gè)輸出端相接，u3的另一個(gè)輸入端與時(shí)序控制器4相對(duì)應(yīng)的一個(gè)輸出端相接，每一個(gè)與非u3只有一個(gè)輸出端，u4有n＋1個(gè)輸入端，其中n個(gè)輸入端分別與第一級(jí)n個(gè)與非門u3的n個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)相接，另一個(gè)輸入端則與時(shí)序控制器4的總控溫時(shí)區(qū)起止信號(hào)輸出端相接，u4的輸出端接至輸出放大執(zhí)行器6的輸入端。
4.權(quán)利要求1、或2 的雙邏輯程序控溫儀，其特征在于模糊邏輯運(yùn)算器2的n個(gè)模糊與門u1采用DYL(5－126)集成電路芯片或4DL集成電路，或由運(yùn)算放大器組成。
專利摘要一種雙邏輯程序控溫儀，主要采用模糊邏輯運(yùn)算器和雙邏輯選擇器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)時(shí)、溫程序控制，可控溫度范圍由采用的溫度傳感器定，可在有限時(shí)間范圍內(nèi)分若干區(qū)段進(jìn)行不同的程序時(shí)、溫控制。本程序控溫儀不采用電腦，不需要模/數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換(D/A)技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，造價(jià)低，且能保證一定的控制精度，使用方便。
文檔編號(hào)G05D23/20GK2030346SQ87204719
公開日1989年1月4日 申請(qǐng)日期1987年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月28日
發(fā)明者劉漢龍 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙交通學(xué)院