一種溫控?zé)犭娕夹碗妷涸吹闹谱鞣椒?br>【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫控?zé)犭娕夹碗妷涸?，由加熱系統(tǒng)和熱電偶組成，加熱系統(tǒng)主要由加熱器件(06)和加熱控制電路構(gòu)成，所述加熱器件(06)為一鑄鋁構(gòu)件，其上設(shè)置有兩個(gè)安插溫度傳感器的螺紋接口和一個(gè)用于安插熱電偶(07)的螺紋插孔；兩個(gè)溫度傳感器通過(guò)模?數(shù)轉(zhuǎn)換器(01)將所測(cè)溫度信號(hào)反饋回控制器(04)，控制器(04)根據(jù)反饋信號(hào)通過(guò)固態(tài)繼電器(05)連接加熱器件(06)調(diào)節(jié)加熱狀態(tài)。本實(shí)用新型該采用無(wú)源方式解決了有源方案的電壓噪聲問(wèn)題和精度差的問(wèn)題，具備人機(jī)接口，采用工業(yè)級(jí)PID控制算法，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)PC機(jī)記錄每一次的標(biāo)定值，便于傳感器生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行流水標(biāo)定作業(yè)。
【專利說(shuō)明】
一種溫控?zé)犭娕夹碗妷涸?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電氣儀表附屬設(shè)備，尤其是一種溫控?zé)犭娕夹碗妷涸础?br>【背景技術(shù)】
[0002]很多工業(yè)用傳感器輸出信號(hào)形式為無(wú)源電壓信號(hào)，比如輻射、光電傳感器等。因此，在采集器標(biāo)定和校準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的電壓源是必不可少的。標(biāo)準(zhǔn)電壓源(The standardvoltage source#卩:標(biāo)準(zhǔn)的直流或交流電壓發(fā)生器。與一般的穩(wěn)壓電源相比，標(biāo)準(zhǔn)電壓源需有長(zhǎng)期的輸出電壓準(zhǔn)確度指標(biāo)。
[0003]現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電壓源大多采用的是有源電路設(shè)計(jì)，同時(shí)存在方法誤差:取決于其內(nèi)部所用伏特計(jì)的頻率誤差和校準(zhǔn)電壓的形狀，還存在由電路元件不穩(wěn)定和電源不穩(wěn)造成的誤差。這種方案缺點(diǎn)明顯:首先，容易受到外界的干擾，精度往往無(wú)法滿足要求;其次，若采用有源電路設(shè)計(jì)的電壓源則會(huì)將有源噪聲引入，對(duì)采集器的標(biāo)定和校準(zhǔn)精度產(chǎn)生很大影響。
[0004]現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電壓源大多功能單一，不具備具體的使用背景。用戶在使用時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際傳感器需要的標(biāo)定電壓來(lái)手動(dòng)設(shè)定電壓值。因此用戶需要提前查找該型傳感器的相關(guān)技術(shù)資料，知道其在某具體應(yīng)用環(huán)境下對(duì)應(yīng)電壓值，過(guò)程相對(duì)繁瑣，用戶體驗(yàn)較差。
[0005]現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電壓源大多不具備人機(jī)接口，即通過(guò)PC機(jī)記錄每一次的標(biāo)定值，用戶在使用標(biāo)準(zhǔn)電壓源進(jìn)行標(biāo)定時(shí)效率低下，不便于傳感器生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行流水標(biāo)定作業(yè)。
[0006]現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，通常結(jié)合高精度DAC、低噪聲運(yùn)放、后級(jí)濾波電路以及差分放大等技術(shù)手段來(lái)完成對(duì)噪聲的濾除以及對(duì)弱小電壓信號(hào)的放大，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，維修麻煩，制作技術(shù)難度大、維修麻煩因而造成造價(jià)成本較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種溫控?zé)犭娕夹碗妷涸矗詿o(wú)源方式解決有源方案的電壓噪聲問(wèn)題和精度差的問(wèn)題開(kāi)關(guān)方便，并使之具有使用方便，便于傳感器生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行流水標(biāo)定作業(yè)的特點(diǎn)。
[0008]本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)的具體手段為:
[0009]—種溫控?zé)犭娕夹碗妷涸矗涮卣髟谟?，由加熱系統(tǒng)和熱電偶組成，加熱系統(tǒng)主要由加熱器件06和加熱控制電路構(gòu)成，所述加熱器件06為一鑄鋁構(gòu)件，其上設(shè)置有兩個(gè)安插溫度傳感器的螺紋接口和一個(gè)用于安插熱電偶07的螺紋插孔;兩個(gè)溫度傳感器通過(guò)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器01將所測(cè)溫度信號(hào)反饋回控制器04，控制器04根據(jù)反饋信號(hào)通過(guò)固態(tài)繼電器05連接加熱器件06調(diào)節(jié)加熱狀態(tài)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)控制熱電偶熱端溫度實(shí)現(xiàn)輸出電壓的控制，用無(wú)源方式解決了有源方案的電壓噪聲問(wèn)題和精度差的問(wèn)題。本方案具備多種具體使用背景，用戶無(wú)需專門查找相關(guān)傳感器分度表即可快速準(zhǔn)確完成標(biāo)定工作。同時(shí)，本方案具備人機(jī)接口，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)PC機(jī)記錄每一次的標(biāo)定值，便于傳感器生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行流水標(biāo)定作業(yè)。本方案采用工業(yè)級(jí)PID控制算法，在保證控制精度的同時(shí)確保性價(jià)比。
【附圖說(shuō)明】
:
[0012]圖1是本實(shí)用新型的工作框圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例接線示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型加熱器件的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖中:
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]圖1為本實(shí)用新型溫控?zé)犭娕夹碗妷涸吹墓ぷ骺驁D，控制電路的核心器件為控制器04，用以對(duì)反饋回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分析處理并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的控制指令，指示執(zhí)行機(jī)構(gòu)即固態(tài)繼電器進(jìn)行下一步操作。上位機(jī)08、鍵盤03和屏幕09分別與控制器04相連，鍵盤03用以給用戶進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置，屏幕09則用于顯示，讓用戶對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)有一個(gè)直觀的了解?？刂破?4將控制指令作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)固態(tài)繼電器05用以控制加熱器件06加熱工作。最終的輸出則用熱電偶07以熱電動(dòng)勢(shì)的形式通過(guò)電壓輸出10輸出。溫度傳感器02則以模擬量的形式將溫度信息傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)換器01，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器01將模擬量信息轉(zhuǎn)為數(shù)字量后傳送給控制器04分析處理。
[0018]圖2為本實(shí)用新型溫控?zé)犭娕夹碗妷涸吹墓ぷ鲗?shí)施電路圖:
[0019]該系統(tǒng)控制器采用Texas Instruments德州儀器的MSP430F149低功耗單片機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊則采用ADI公司的16位高精度ADC-AD7793，溫度傳感器采用PT100。加熱電路由德力西電器生產(chǎn)的⑶Gl-1 DA 40A直流控交流型固態(tài)繼電器、鑄鋁加熱器(定制)、散熱片、E型熱電偶構(gòu)成，顯示設(shè)置界面則有16鍵矩陣鍵盤、2.8寸TFT彩屏，Altera max II型CPLD構(gòu)成。
[0020]圖3為本實(shí)用新型溫控?zé)犭娕夹碗妷涸吹?6鑄鋁加熱器構(gòu)造:
[0021]在傳統(tǒng)鑄鋁加熱器的上表面開(kāi)鑿三個(gè)M3螺紋的螺孔，將M3螺釘封裝的兩個(gè)熱敏電阻PT100分別安插在A和B孔內(nèi)，熱電偶07(E型熱電偶)安插在指定螺孔內(nèi)，即可保證其受熱均勻，確保控制精度。
[0022]本實(shí)用新型良好的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)可歸納如下:
[0023]—、無(wú)源性
[0024]該方案通過(guò)熱電偶產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，熱電偶測(cè)溫的基本原理是用兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。該電動(dòng)勢(shì)由熱電偶本身產(chǎn)生，并未引入其他電源因而也就不存在因其他電源而引入的噪聲問(wèn)題，屬于無(wú)源方案。故十分適合對(duì)電壓標(biāo)定精度要求較高的工業(yè)用傳感器進(jìn)行標(biāo)定。
[0025]二、通用性
[0026]本方案具有多種具體的使用背景，可以完成市面上絕大部分工業(yè)用傳感器的標(biāo)定校準(zhǔn)工作，因而具有很好的通用性。
[0027]三、高效性
[0028]采用串口與PC機(jī)端的上位機(jī)建立通信關(guān)系，將時(shí)時(shí)的標(biāo)定數(shù)據(jù)傳回PC端備份、分析，進(jìn)一步提尚工業(yè)生廣環(huán)節(jié)的效率，因而具有尚效性。
[0029]四、用戶友好性
[0030]采用TFT彩排、配合矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)功能設(shè)置，屏幕上時(shí)時(shí)顯示設(shè)定輸出電壓，當(dāng)前電壓，當(dāng)前溫度及系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)等系統(tǒng)工作狀態(tài)信息，力求給用戶一個(gè)更好的用戶體驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫控?zé)犭娕夹碗妷涸矗涮卣髟谟?，由加熱系統(tǒng)和熱電偶組成，加熱系統(tǒng)主要由加熱器件(06)和加熱控制電路構(gòu)成，所述加熱器件(06)為一鑄鋁構(gòu)件，其上設(shè)置有兩個(gè)安插溫度傳感器的螺紋接口和一個(gè)用于安插熱電偶(07)的螺紋插孔;兩個(gè)溫度傳感器通過(guò)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(01)將所測(cè)溫度信號(hào)反饋回控制器(04)，控制器(04)根據(jù)反饋信號(hào)通過(guò)固態(tài)繼電器(05)連接加熱器件(06)調(diào)節(jié)加熱狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控?zé)犭娕夹碗妷涸?，其特征在于，所述加熱控制電路的核心器件為控制?04)，鍵盤(03)和屏幕(09)分別與控制器(04)相連。
【文檔編號(hào)】G05F1/567GK205620847SQ201620272608
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】劉睿佳, 鄒應(yīng)全
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)