專利名稱：多通道溫度自動控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于檢測、控制及顯示溫度的集成電路自動控制裝置。
專利90215929.1是一種“顯示和控制溫度的無觸點(diǎn)自控儀”，它雖然采用了集成電路，但由于它將運(yùn)算放大集成塊的四個通道分別構(gòu)成用以實(shí)現(xiàn)溫度控制，超 溫報警，溫度顯示的四個作用不同的電壓比較器。所以每臺儀器只能測控一個點(diǎn)的溫度。不適合于大規(guī)模、多區(qū)域的工業(yè)用溫度控制。
另外，還有一種多通道電子控溫裝置，它雖然能夠巡迴檢測控制多點(diǎn)的溫度，但由于它采用微機(jī)控制系統(tǒng)，因此，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，價格昂貴，不宜普及推廣使用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種集成電路多通道溫度自動控制裝置。做到多溫區(qū)同時獨(dú)立測控。分時顯示，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它利用四通道運(yùn)算放大集成塊IC1和電壓比較集成塊IC2的各4個通道。分別構(gòu)成一個以上結(jié)構(gòu)相同且并行排列的信號放大器和電壓比較器，每個信號放大器和電壓比較器分別對應(yīng)一溫度檢測器和一控溫執(zhí)行器。從而用于多個溫區(qū)的同時獨(dú)立檢測和控制，將每一檢測放大信號和每一電壓比較器的預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號分別經(jīng)多項選擇器送至譯碼顯示器，從而分時選擇顯示出任一溫區(qū)的被控溫度值和預(yù)置恒溫值。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有下列特點(diǎn)1、由于利用四通道運(yùn)算放大集成塊IC1和電壓比較集成塊IC2的各4個通道，構(gòu)成了多個結(jié)構(gòu)相同且并行排列的信號放大器和電壓比較器，從而設(shè)置了多個獨(dú)立的測控機(jī)構(gòu)，因此它能夠?qū)Χ鄠€不同的溫區(qū)進(jìn)行同時測控，具有物盡其用，設(shè)計合理，安全可靠，且經(jīng)濟(jì)適用，應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。
2、由于本裝置中設(shè)置了多項選擇器，所以整個裝置雖然只配備了一個譯碼顯示器，卻能夠根據(jù)需要隨時選擇顯示出任一溫區(qū)的被控溫度值和預(yù)置恒溫值，做到直觀，準(zhǔn)確，靈活，方便。
3、由于本實(shí)用新型主要利用集成元件構(gòu)成，且外圍元件少，因此結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，工作穩(wěn)定，體積小，成本低。
附

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)一、直流穩(wěn)壓電源變壓器B初級線圈接220V交流電源，輸出229V交流電壓的次線圈上，中間抽頭接地端，兩端連接有由二極管D1～D4組成的橋式整流器，整流器的輸出端上連接有由電阻R1R2電容C1～C4組成的π型濾波器，濾波器的輸出端分別接穩(wěn)壓器7805～7905，這時，穩(wěn)壓器7805和7905的輸出端分別輸出直流穩(wěn)壓電源＋5V和－5V。
本實(shí)施例有多個結(jié)構(gòu)相同且并行排列的溫度檢測器，信號放大器，電壓比較器，溫控執(zhí)行器。現(xiàn)僅以其中的一個獨(dú)立系統(tǒng)，即一個溫度檢測器RTTi。一個信號放大器IC1－i，一個電壓比較器IC2－i，一個溫控執(zhí)行器GWi為例，來具體描述其結(jié)構(gòu)特征。
在本實(shí)用新型中，i＝1或2或3或4。
二、溫度檢測器由半導(dǎo)體熱敏元件Rti與電位器W1i，兩個電阻R3i和R4i組成橋式檢測器RTTi，其輸入端連接在直流穩(wěn)壓電源＋5V端和地端上，其在熱敏電阻Rti上端的輸出端經(jīng)電阻R5i連接在信號放大器IC1－i的輸入端(＋)端，在電位器W1i上端的輸出端經(jīng)電阻R6i連接在信號放大器IC1－i的輸入端(－)端。
W1i是一個多圈精密可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)測溫電橋的平衡和調(diào)節(jié)最低控溫值的刻度點(diǎn)。
三、信號放大器利用TL084型四通道運(yùn)算放大集成塊IC1的其中一個通道IC1－i及其外圍電阻構(gòu)成一個信號放大器IC1－i。
溫度檢測器的輸出信號分別經(jīng)電阻R5i和R6i送至集成塊IC1的通道IC1－i的輸入端(＋)端和(－)端，在通道IC1－i的輸入端(＋)端與地端之間串接電阻R7i和R8i在通道IC1－i的輸出端與輸入端(－)端之間串接電阻R9i和R10i，在電阻R9i的下端和電阻R8i的上端之間跨接由電阻R11i和電位器W2i的串聯(lián)電路，通道IC1－i的輸出端還分別連接在多項選擇器的輸入端ai和電壓比較器IC2－i的輸入端(＋)端。
電位器W2i也是一個多圈精密可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)最高控溫值的刻度點(diǎn)，將集成塊IC1接直流穩(wěn)壓電源＋5V和－5V。
四、電壓比較器利用LM339型四通道電壓比較集成塊IC2的其中一個通道道IC2－i和串接在直流穩(wěn)壓電源＋5V和地端之間的由電阻R12i和電位器W3i組成的分壓電路構(gòu)成一個電壓比較器IC2－i。
信號放大器IC1－i的輸出信號送至集成塊IC2的通道IC2－i的輸入端(＋)端。來自電位器W3i可調(diào)端的預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號分別送至集成塊IC2的通道IC2－i的輸入端(－)端和多項選擇器的一個輸入端Ci，集成塊IC2的通道IC2－i的輸出端經(jīng)發(fā)光二極管D5i連接在控溫執(zhí)行器GWi可控硅RCBi的控制極上。
電位器W3i是用來預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號，即確定恒溫值的，將集成塊IC2接直流穩(wěn)壓電源＋5V和－5V。
五、控溫執(zhí)行器大功率雙向可控硅RCBi串接在加熱管電路中，電壓比較器IC2－i的輸出信號經(jīng)發(fā)光二極管D5i接可控硅RCBi的控制極，發(fā)光二極管D5i既可作為觸發(fā)指示燈，又可以防止干擾信號的誤觸發(fā)。
六、多項選擇器在信號放大器IC1－i輸出端與地端之間串接信號選擇開關(guān)ANi，通道選擇旋轉(zhuǎn)開關(guān)k，量程連動開關(guān)AM1以及電阻R113和R114的分壓電路，在電阻R114上端輸出分壓比信號經(jīng)電阻R118和電容C7的積分電路送至A／D轉(zhuǎn)換器腳(31)，在量程連動開關(guān)AM1的進(jìn)線端f與地端之間跨接電阻R115和電位器W4以及電阻R116的分壓電路，電位器的可調(diào)端接量程連動開關(guān)AM1的出線端g，將電壓比較器IC2－i預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號送至信號選擇開關(guān)ANi的常開端Ci。將用于數(shù)碼管BSR5261／CA小數(shù)點(diǎn)位的腳(4)經(jīng)量程連動開關(guān)AM2和電阻R21的串聯(lián)電路與地端相連。量程連動開關(guān)AM1和AM2為同時動作開關(guān)。
七、譯碼顯示器
由大規(guī)模集成電路A／D轉(zhuǎn)換器IC7107和由符號管BSR52－62／CA數(shù)碼管BSR5261／CA組成的顯示器LED以及外圍元件構(gòu)成。
A／D轉(zhuǎn)換器IC7107的腳(1)接直流穩(wěn)壓電源＋5V端，腳(21)、(30)、(32)、(35)分別接地端，腳(26)接直流穩(wěn)壓電源－5V端，在直流穩(wěn)壓電源＋5V端與地端之間跨接由電阻R119和電位器W5組成的分壓電路，電位器W5兩端并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管D6，電位器W5的可調(diào)端連接在腳(36)上，用于提供參考電壓，腳(27)、(28)(29)分別接電容C5、電阻R117，自動調(diào)零電容C6，然后三端合并連接在一起，其中電容C5、電阻R117構(gòu)成外接積分電路。在腳(30)、(31)之間跨接電容C7、電阻R118的輸入積分電路，其輸入端連接在多項選擇器的輸出端上，積分電容C7的大小直接影響顯示器的穩(wěn)定度，故其參數(shù)可在0.33u～2.2u之間選定。在腳(33)與(34)之間跨接參考電容C8。內(nèi)部時鐘振蕩器的外圍電容C9、電阻R120分別跨接在腳(38)與(40)和腳(39)與(40)之間。將用于數(shù)碼管BSR5261／CA小數(shù)點(diǎn)位的腳(4)經(jīng)量程連動開關(guān)AM2和電阻R21的串聯(lián)電路與地端相連。直流穩(wěn)壓電源＋5V端分別接符號管BSR5262／UA和數(shù)碼管BSR5261／CA的腳(13)、(14)和腳(13)、(14)，其它腳均按常規(guī)接法(略)由于本實(shí)用新型有一個以上結(jié)構(gòu)相同且并行排列的獨(dú)立測溫、控溫通道。所以每一通道的工作原理是一樣的，現(xiàn)僅以其中任一通道為例，說明其工作原理。
直流穩(wěn)壓電源向整個系統(tǒng)供電。由溫度檢測器RTTi輸出的溫度檢測信號，送至信號放大器IC1－i進(jìn)行放大，其輸出信號一路經(jīng)多項選擇器送至譯碼顯示器，用于顯示某一工作區(qū)的被控溫度值，另一路送至電壓比較器IC2－i的輸入端(＋)端，用于與其(－)端的預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，當(dāng)工作區(qū)的被控溫度值低于預(yù)置恒溫值。即電壓比較器IC2－i輸入端(＋)端電壓低于(－)端預(yù)置基準(zhǔn)電壓時，電壓比較器IC2－i輸出一個負(fù)信號，該負(fù)信號經(jīng)發(fā)光二極管D5i送入控溫執(zhí)行器GWi，用于觸發(fā)可控硅RCBi閉合，啟動控溫執(zhí)行器GWi進(jìn)行加熱。隨著工作區(qū)溫度的升高，電壓比較器IC2－i的輸入端(＋)端的信號也越來越大。當(dāng)工作區(qū)的被控溫度值等于預(yù)置的恒溫值，即電壓比較器IC2－i的輸入端(＋)端電壓等于(－)端預(yù)置基準(zhǔn)電壓時，電壓比較器IC2－i輸出端的負(fù)信號立即消失。同時，雙向可控硅RCBi斷開，控溫執(zhí)行器GWi停止加熱，隨著工作區(qū)被控溫度的慢慢下降，電壓比較器輸入端(＋)端的信號也逐浙變小，當(dāng)其稍小于(－)端預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號時，電壓比較器IC2－i又輸出一個負(fù)信號給控溫執(zhí)行器GWi，去觸發(fā)可控硅RCBi閉合，再次啟動控溫執(zhí)行器進(jìn)行加熱。如此循環(huán)往復(fù)，使工作區(qū)的溫度自動維持在預(yù)置的恒溫區(qū)內(nèi)，從而達(dá)到了控制溫度的目的。
多相選擇器的作用1、通道轉(zhuǎn)換由于本儀器是由多個相同的測控通道并列組成的，所以可以獨(dú)立地對多個溫區(qū)進(jìn)行同時測控，但由于本儀器只配備了一個譯碼顯示器，即各通道共用一個譯碼顯示器，所以不能同時顯示出各溫區(qū)的溫度，只有通過調(diào)節(jié)通道選擇開關(guān)k，任選其中一個通道，即可顯示出該溫區(qū)的被控溫度值。由此，即可分時顯示出各溫區(qū)的被控溫度值。同時調(diào)節(jié)信號選擇開關(guān)ANi即可分時顯示出各溫區(qū)的預(yù)置恒溫值。
2、分壓和量程轉(zhuǎn)換。
當(dāng)被控溫度在200℃以下時，來自信號放大器的輸出信號，或者來自電壓比較器的預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號，其電壓幅度較大，不能全部加到譯碼顯示器的外接輸入積分電路上所以要通過設(shè)置在多相選擇器中的電阻R113和R114的分壓電路，只將信號的分壓比伩號由電阻R114上端輸出。當(dāng)被控溫度在200℃以上時，由于來自信號放大器的輸出信號或者來自電壓比較器的預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號幅度很大。所以要斷開量程連動開關(guān)AM1使信號電壓首先經(jīng)過電阻R115，電位器W4，電阻R116的分壓電路，進(jìn)行第一次分壓再進(jìn)入電阻R113和R114的分壓電路，進(jìn)行第二次分壓，只取其中的一部分信號送至譯碼顯示器。于此同時，由于量程連動開關(guān)AM2也同時斷開，用于數(shù)碼管BSR5261／CA小數(shù)點(diǎn)位的腳(4)斷電，則小數(shù)點(diǎn)位不亮。即小數(shù)點(diǎn)消失，從而擴(kuò)大了量程范圍。
權(quán)利要求1.一種多通道溫度自動控制儀，它包含直流穩(wěn)壓電源，溫度檢測器，控溫執(zhí)行器，其特征是它還包含多項選擇器，譯碼顯示器，以及利用四通道運(yùn)算放大集成塊IC1和電壓比較集成塊IC2的各4個通道分別構(gòu)成一個以上結(jié)構(gòu)相同且并行排列的信號放大器和電壓比較器，每個信號放大器和電壓比較器分別對應(yīng)一溫度檢測器和一控溫執(zhí)行器，從而用于多個溫區(qū)的同時獨(dú)立檢測和控制，每一檢測放大信號和每一電壓比較器的預(yù)置基準(zhǔn)電壓信號分別經(jīng)多項選擇器送至譯碼顯示器，從而分時選擇顯示出任一溫區(qū)的被控溫度值和預(yù)置恒溫值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道溫度自動控制儀，其特征是利用四通道運(yùn)算放大集成塊IC1和電壓比較集成塊IC2的各4個通道分別構(gòu)成1－4個結(jié)構(gòu)相同且并行排列的信號放大器IC1－i和電壓比較器IC2－i，其中i＝1或2或3或4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多通道溫度自動控制儀，其特征是多項選擇器是在信號放大器IC1－i輸出端與地端之間串接信號選擇開關(guān)ANi，通道選擇開關(guān)k，量程連動開關(guān)AM1以及電阻R113和R114的分壓電路，在電阻R114上端輸出分壓比信號經(jīng)電阻R118和電容C7的積分電路送至A／D轉(zhuǎn)換器腳(31)，在量程連動開關(guān)AM1的進(jìn)線端f與地端之間跨接電阻R115和電位器W4以及電阻R116的分壓電路，電位器的可調(diào)端接量程連動開關(guān)AM1的出線端g，將電壓比較器IC2－i的預(yù)置電壓信號送至信號選擇開關(guān)ANi的常開端Ci9將用于數(shù)碼管BSR5261／CA小數(shù)點(diǎn)位的腳(4)經(jīng)量程連動開關(guān)AM2和電阻R21的串聯(lián)電路與地端相連，量程連動開關(guān)AM1和AM2為同時動作開關(guān)。
專利摘要一種集成電路多通道溫度自動控制裝置。它利用兩塊四通過道集成塊。分別構(gòu)成一個以上結(jié)構(gòu)相同且并行排列的信號放大器和電壓比較器。每一信號放大器和電壓比較器分別對應(yīng)一溫度檢測器和一控溫執(zhí)行器。每一檢測放大信號和每一電壓比較器的預(yù)置基準(zhǔn)電壓輸入信號分別經(jīng)多項選擇器送至譯碼顯示器。從而實(shí)現(xiàn)了對多個溫區(qū)的同時獨(dú)立檢測和控制，分時選擇顯示出任一溫區(qū)的被控溫度值和預(yù)置恒溫值、具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高，工作穩(wěn)定可靠，體積小。成本低等特點(diǎn)。
文檔編號G05D23/20GK2103160SQ9122068
公開日1992年4月29日 申請日期1991年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月8日
發(fā)明者李文龍 申請人:婁底地區(qū)機(jī)電廠