實(shí)現(xiàn)對(duì)熱釋電材料產(chǎn)生信號(hào)進(jìn)行放大，可以避免因熱釋電材料產(chǎn)生的電流非常微弱，而導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的影響。
[0032]進(jìn)一步，所述信號(hào)采集單元還包括設(shè)置在濾波單元前的第一隔離單元和設(shè)置在放大單元與整流單元間的第二隔離單元。
[0033]進(jìn)一步，所述的隔離單元用于將微控制器的帶負(fù)載的能力變得更強(qiáng)，加在濾波電路前的隔離單元，可以將熱釋電材料產(chǎn)生的本身弱信號(hào)不至于衰減，以便于更好的檢測(cè)，加在放大信號(hào)和整流單元之間，防止微控制器的損耗，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，增加本系統(tǒng)的壽命。
[0034]如圖4所示，所述濾波單元為低通濾波器，由滑動(dòng)電阻器Rl和電容Cl構(gòu)成，所述放大單元包括運(yùn)算放大器Q2、電阻R2和滑動(dòng)變阻器R3，所述隔離單元包括運(yùn)算放大器Ql和運(yùn)算放大器Q3，所述整流單元為整流二極管Ul;所述運(yùn)算放大器Ql的正輸入端接熱釋電材料的輸出信號(hào)，運(yùn)算放大器Ql的負(fù)輸入端和運(yùn)算放大器Ql的輸出端相連，運(yùn)算放大器Ql的輸出連接滑動(dòng)變阻器Rl的一端，滑動(dòng)變阻器Rl的另一端分別與電容Cl的一端、運(yùn)算放大器Q2的正輸入端連接，電容Cl的另一個(gè)端接地，運(yùn)算放大器Q2負(fù)輸入端分別接電阻R2的一端和滑動(dòng)變阻器R3的一端，電阻R2的另一端接地，滑動(dòng)變阻器R3的另一端分別與運(yùn)算放大器Q2的輸出端和運(yùn)算放大器Q3的正輸入端相連，運(yùn)算放大器Q3的負(fù)輸入端和運(yùn)算放大器Q3的輸出端相連，運(yùn)算放大器Q3的輸出端連接整流二極管Ul的一端，整流二極管Ul的其余3端依次連接微控制器端口、電路地、微控制器接地端。運(yùn)算放大器的供電電壓為+5V和一 5V。
[0035]本實(shí)施例的工作原理下:熱釋電的電能輸出后接入一個(gè)電壓跟隨器中，再通過一個(gè)簡(jiǎn)單地低通濾波器將高頻成分濾除，然后輸入到放大單元模塊中進(jìn)行放大，調(diào)整放大單元的放大倍數(shù)為20倍;在其后再緊跟一個(gè)電壓跟隨器對(duì)其前后進(jìn)行隔離，考慮到熱釋電材料在升、降溫的兩種方式對(duì)應(yīng)輸出電壓是正(負(fù))、負(fù)(正)，但是微控制器不能轉(zhuǎn)化負(fù)電壓，因此設(shè)計(jì)采用4個(gè)整流二極管組成一個(gè)整流橋?qū)ω?fù)電壓部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換;最后將只有正電壓的信號(hào)輸入到SOPC進(jìn)行采集。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:包括微控制器、溫度檢測(cè)單元、人機(jī)交互單元、驅(qū)動(dòng)單元、制冷制熱單元和信號(hào)采集單元； 所述溫度檢測(cè)單元與微控制器相連，用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的溫度； 所述人機(jī)交互單元與微控制器相連，用于完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度的設(shè)定和顯示工作； 所述驅(qū)動(dòng)單元連接于微控制器和制冷制熱單元之間，用于驅(qū)動(dòng)制冷制熱單元工作； 所述制冷制熱單元，用于對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行加溫和降溫； 所述信號(hào)采集單元連接于微控制器和熱釋電材料之間，用于采集熱釋電材料所產(chǎn)生的電壓信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:所述人機(jī)交互單元包括鍵盤模塊和顯示模塊，鍵盤模塊用于對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)定，顯示模塊用于將采集到的溫度數(shù)據(jù)和熱釋電轉(zhuǎn)化出來的電能信號(hào)數(shù)據(jù)顯示出來。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)單元包括PWM波形選擇芯片、開關(guān)電路和供電電源電路，所述PWM波形選擇芯片用于對(duì)微控制器發(fā)出的PWM波進(jìn)行選擇，所述PWM波用于控制開關(guān)電路的通斷，所述供電電源電路為制冷制熱單元供電。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:所述PWM波形選擇芯片為三態(tài)門。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)電路為固態(tài)繼電器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)采集單元包括依次連接的放大單元和整流單元，所述放大單元用于將熱釋電材料的信號(hào)進(jìn)行放大;所述整流單元用于將放大信號(hào)整流變單相信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)采集單元還包括設(shè)置于熱釋電材料后的濾波單元、設(shè)置在濾波單元前的第一隔離單元和設(shè)置在放大單元與整流單元間的第二隔離單元;所述濾波單元用于將熱釋電材料信號(hào)高頻成分濾除。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，其特征在于:所述濾波單元為低通濾波器，由滑動(dòng)電阻器Rl和電容Cl構(gòu)成，所述放大單元包括運(yùn)算放大器Q2、電阻R2和滑動(dòng)變阻器R3，所述隔離單元包括運(yùn)算放大器Ql和運(yùn)算放大器Q3，所述整流單元為整流二極管Ul;所述運(yùn)算放大器Ql的正輸入端接熱釋電材料的輸出信號(hào)，運(yùn)算放大器Ql的負(fù)輸入端和運(yùn)算放大器Ql的輸出端相連，運(yùn)算放大器Ql的輸出連接滑動(dòng)變阻器Rl的一端，滑動(dòng)變阻器Rl的另一端分別與電容Cl的一端、運(yùn)算放大器Q2的正輸入端連接，電容Cl的另一個(gè)端接地，運(yùn)算放大器Q2負(fù)輸入端分別接電阻R2的一端、滑動(dòng)變阻器R3的一端，電阻R2的另一端接地，滑動(dòng)變阻器R3的另一端分別與運(yùn)算放大器Q2的輸出端和運(yùn)算放大器Q3的正輸入端相連，運(yùn)算放大器Q3的負(fù)輸入端和運(yùn)算放大器Q3的輸出端相連，運(yùn)算放大器Q3的輸出端連接整流二極管UI的一端，整流二極管UI的其余3端依次連接微控制器端口、電路地、微控制器接地端。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于SOPC的熱釋電能量收集系統(tǒng)，包括微控制器、溫度檢測(cè)單元、人機(jī)交互單元、驅(qū)動(dòng)單元、制冷制熱單元和信號(hào)采集單元；所述溫度檢測(cè)單元與微控制器相連，用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的溫度；所述人機(jī)交互單元與微控制器相連，用于完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)溫度的設(shè)定和顯示工作；所述驅(qū)動(dòng)單元連接于微控制器和制冷制熱單元之間，用于驅(qū)動(dòng)制冷制熱單元工作；所述制冷制熱單元，用于對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行加溫和降溫；所述信號(hào)采集單元連接于微控制器和熱釋電材料之間，用于采集熱釋電材料所產(chǎn)生的電壓信號(hào)。本實(shí)用新型能夠能將熱釋電產(chǎn)生的能量通過采集并顯示在用戶界面上、控制方式簡(jiǎn)單，不需要十分專業(yè)的人也能操作，數(shù)據(jù)直接PC機(jī)記錄和存儲(chǔ)。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN205210615
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521052947
【發(fā)明人】付豪, 周彬彬, 秦偉軒, 王昆侖, 黃定懿, 喻偉闖, 廖紅華
【申請(qǐng)人】湖北民族學(xué)院
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日