專利名稱：一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，可用于各種培養(yǎng)箱的超溫控制，屬于培養(yǎng)箱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，培養(yǎng)箱用超溫保護(hù)器的實(shí)現(xiàn)方式主要有3種第一種是使用純機(jī)械的溫度保護(hù)方式。比如使用液漲式溫度控制器，或者使用雙金屬片溫度控制器。這些方法，由于使用的是純機(jī)械的溫控方式，精度都比較差。一般的控制精度大于2℃。
第二種是使用電阻式溫度傳感器配合線性調(diào)節(jié)電位器、純分立式電子元件等組成一個(gè)電子溫度控制器。通過調(diào)節(jié)電位器刻度達(dá)到溫度控制的目的，精度比機(jī)械式溫度控制器高，但調(diào)試不方便。一般的控制精度約1-2℃。
第三種方式是通過一個(gè)數(shù)字溫度傳感器，直接對(duì)溫度進(jìn)行控制，具有使用方便的特點(diǎn)，但是由于控制精度受數(shù)字溫度傳感器的特性決定了其無法進(jìn)一步提高控制精度。一般的控制精度約0.5-2℃。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種提高培養(yǎng)箱超溫保護(hù)控制精度的用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，由微處理器電路、A/D&D/A基準(zhǔn)電路、溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路、超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、溫度信號(hào)比較電路、超溫控制機(jī)構(gòu)電路組成，微處理器電路的U1SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543連接A/D轉(zhuǎn)換電路，微處理器電路的SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN連接溫度設(shè)置控制電路，微處理器電路的OVER_TEMP連接超溫控制機(jī)構(gòu)電路，A/D&D/A基準(zhǔn)電路的VREF連接溫度檢測(cè)放大電路、溫度檢測(cè)放大電路和溫度設(shè)置控制電路，A/D&D/A基準(zhǔn)電壓的ADVREF連接A/D轉(zhuǎn)換電路，溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路和超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路分別與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，溫度設(shè)置控制電路與溫度信號(hào)比較電路連接，溫度信號(hào)比較電路和超溫控制機(jī)構(gòu)電路連接。
本實(shí)用新型一般可以精確到0.1℃，較高的溫控精度可以更好地保護(hù)培養(yǎng)物，特別是部分細(xì)胞，如果溫度超過1℃，生長(zhǎng)就會(huì)受到抑制甚至就會(huì)死亡，并且通過測(cè)量反饋給微處理器，可以及時(shí)有效的和培養(yǎng)箱主溫控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)誤差變大后將報(bào)警提示，有效提高了培養(yǎng)箱溫度控制的可靠性，保護(hù)了培養(yǎng)物的安全。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是提高了培養(yǎng)箱超溫保護(hù)控制精度。


圖1為用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板示意圖；圖2為微處理器電路示意圖；圖3為A/D&D/A基準(zhǔn)電路示意圖；圖4為溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路示意圖；圖5為超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路示意圖；圖6為溫度設(shè)置控制電路示意圖；圖7為A/D轉(zhuǎn)換電路示意圖；圖8為溫度信號(hào)比較電路示意圖；圖9為超溫控制機(jī)構(gòu)電路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例如圖1所示，為用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板示意圖，由微處理器電路、A/D&D/A基準(zhǔn)電路、溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路、超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、溫度信號(hào)比較電路、超溫控制機(jī)構(gòu)電路組成。
如圖2所示，為微處理器電路示意圖，所述的微處理器電路由微處理器U1、復(fù)位電路U11、晶振Y1、電容C1、C2組成，復(fù)位電路U11的6、7腳連接微處理器U1的8、9腳，微處理器U1的OS1和OS2連接晶振Y1與電容C1、C2并聯(lián)。其主要功能是控制程序的執(zhí)行、數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、狀態(tài)檢測(cè)、控制輸出等任務(wù)。微處理器U1的控制信號(hào)線SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543控制A/D轉(zhuǎn)換器的工作；微處理器U1的控制信號(hào)線SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN控制超溫設(shè)定的溫度設(shè)置控制電路和D/A轉(zhuǎn)換器的工作；OVER_TEMP信號(hào)線是超溫控制機(jī)構(gòu)電路的超溫保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。
如圖3所示，為A/D&D/A基準(zhǔn)電路示意圖，所述的A/D&D/A基準(zhǔn)電路由基準(zhǔn)電源U6、運(yùn)放U5、電容C21、C17、電阻R26-R28組成，基準(zhǔn)電源U6與電容C21、C17組成一個(gè)回路，構(gòu)成VREF電壓，通過運(yùn)放U5和電阻R26-R28組成的回路，構(gòu)成ADVREF電壓?；鶞?zhǔn)電壓VREF供給顯示溫度的溫度檢測(cè)放大電路、超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路用；基準(zhǔn)電壓ADVREF+供給A/D轉(zhuǎn)換電路用，構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換器的高端基準(zhǔn)電壓。
如圖4所示，為溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路示意圖，所述的溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路由3個(gè)放大器U9C、U9D、U10B、9個(gè)電阻R11-R19、5個(gè)電容C9-C13、C20和1個(gè)AT2組成，U9C、R11、R12、R13、AT2、C9、C20組成第一級(jí)差分放大器；U9D、C10組成射隨器；U10B、R16、R17、R18、R19、C11、C12組成第二級(jí)差分放大器；R20、C13組成簡(jiǎn)單的RC濾波器，最后輸出電壓ATP_V送給A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。R14、R15分別用于校準(zhǔn)低端(0℃)、高端(50℃)時(shí)的輸出電壓。
如圖5所示，為超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路示意圖，所述的超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路由3個(gè)放大器U9A、U9B、U10A、11個(gè)電阻R1-R10、R21、6個(gè)電容C4-C8、C19和AT1組成U9A、R1、R2、R3、R4、AT1、C4、C19組成第一級(jí)差分放大器；U9B、C5組成射隨器；U10A、R7、R8、R9、R10、C6、C7組成第二級(jí)差分放大器；R21、C8組成簡(jiǎn)單的RC濾波器，最后輸出電壓OLTP_V送給A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。R5、R6分別用于校準(zhǔn)低端(0℃)、高端(50℃)時(shí)的輸出電壓。
如圖6所示，為溫度設(shè)置控制電路示意圖，所述的溫度設(shè)置控制電路由10Bit串行接口的D/A轉(zhuǎn)換器U3、電容C14、C15組成，R22、C16組成簡(jiǎn)單的RC濾波器；輸出電壓OHTP_V送給A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端；輸出電壓OHTEMP送給溫度信號(hào)比較電路的輸入端；SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN與微處理器電路相連。
如圖7所示，為A/D轉(zhuǎn)換電路示意圖，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路由12Bit串行接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2和電容C3、C18組成，SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543與微處理器電路相連。
如圖8所示，為溫度信號(hào)比較電路示意圖，所述的溫度信號(hào)比較電路由運(yùn)算放大器U4、電阻R23、R24、R25和電容C23組成電壓比較器，與超溫控制機(jī)構(gòu)電路連接。
如圖9所示，為超溫控制機(jī)構(gòu)電路示意圖，所述的超溫控制機(jī)構(gòu)電路由反向器U7A、U7B、同向器U2A、光電耦合器O1、三極管Q1、電阻R29-R31、電容C22、二極管D1和繼電器K1組成，反向器U7A與溫度信號(hào)比較電路連接，U7B與微處理器電路連接，繼電器K1與加熱電源連接。
將8塊電路連接組成用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，微處理器電路的U1SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543連接A/D轉(zhuǎn)換電路，微處理器電路的SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN連接溫度設(shè)置控制電路，微處理器電路的OVER_TEMP連接超溫控制機(jī)構(gòu)電路，A/D&D/A基準(zhǔn)電路的VREF連接溫度檢測(cè)放大電路、溫度檢測(cè)放大電路和溫度設(shè)置控制電路，A/D&D/A基準(zhǔn)電壓的ADVREF連接A/D轉(zhuǎn)換電路，溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路和超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路分別與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，溫度設(shè)置控制電路與溫度信號(hào)比較電路連接，溫度信號(hào)比較電路和超溫控制機(jī)構(gòu)電路連接。
工作時(shí)安裝于培養(yǎng)箱的高精度鉑電阻溫度傳感器將測(cè)量的信號(hào)傳給A/D轉(zhuǎn)換電路，通過轉(zhuǎn)換后反饋給微處理器，可以及時(shí)和培養(yǎng)箱主溫控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)超溫設(shè)置溫度的電壓VOHTEMP大于測(cè)量溫度的電壓Votemp時(shí)，溫度信號(hào)比較電路輸出一個(gè)高電平信號(hào)(HEAT_P)去驅(qū)動(dòng)超溫控制機(jī)構(gòu)電路接通加熱電源，反之當(dāng)超溫設(shè)置溫度的電壓VOHTEMP小于測(cè)量溫度的電壓Votemp時(shí)，溫度信號(hào)比較電路輸出一個(gè)低電平信號(hào)(HEAT_P)去驅(qū)動(dòng)超溫控制機(jī)構(gòu)電路切斷加熱電源。并給微處理器電路送出一個(gè)信號(hào)OVER_TEMP，表示超溫保護(hù)已動(dòng)作，由微處理器電路發(fā)出聲、光報(bào)警或其他輸出信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，由微處理器電路、A/D&D/A基準(zhǔn)電路、溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路、超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、溫度信號(hào)比較電路、超溫控制機(jī)構(gòu)電路組成，微處理器電路的U1SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543連接A/D轉(zhuǎn)換電路，微處理器電路的SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN連接溫度設(shè)置控制電路，微處理器電路的OVER_TEMP連接超溫控制機(jī)構(gòu)電路，A/D&D/A基準(zhǔn)電路的VREF連接溫度檢測(cè)放大電路、溫度檢測(cè)放大電路和溫度設(shè)置控制電路，A/D&D/A基準(zhǔn)電壓的ADVREF連接A/D轉(zhuǎn)換電路，溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路和超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路分別與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，溫度設(shè)置控制電路與溫度信號(hào)比較電路連接，溫度信號(hào)比較電路和超溫控制機(jī)構(gòu)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的微處理器電路由微處理器U1、復(fù)位電路U11、晶振Y1、電容C1、C2組成，復(fù)位電路U11的6、7腳連接微處理器U1的8、9腳，微處理器U1的OS1和OS2連接晶振Y1與電容C1、C2并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的A/D&D/A基準(zhǔn)電路由基準(zhǔn)電源U6、運(yùn)放U5、電容C21、C17、電阻R26-R28組成，基準(zhǔn)電源U6與電容C21、C17組成一個(gè)回路，構(gòu)成VREF電壓，通過運(yùn)放U5和電阻R26-R28組成的回路，構(gòu)成ADVREF電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路由3個(gè)放大器U9C、U9D、U10B、9個(gè)電阻R11-R19、5個(gè)電容C9-C13、C20和1個(gè)AT2組成，U9C、R11、R12、R13、AT2、C9、C20組成第一級(jí)差分放大器；U9D、C10組成射隨器；U10B、R16、R17、R18、R19、C11、C12組成第二級(jí)差分放大器；R20、C13組成簡(jiǎn)單的RC濾波器，最后輸出電壓ATP_V送給A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路由3個(gè)放大器U9A、U9B、U10A、11個(gè)電阻R1-R10、R21、6個(gè)電容C4-C8、C19和AT1組成，U9A、R1、R2、R3、R4、AT1、C4、C19組成第一級(jí)差分放大器；U9B、C5組成射隨器；U10A、R7、R8、R9、R10、C6、C7組成第二級(jí)差分放大器；R21、C8組成簡(jiǎn)單的RC濾波器，最后輸出電壓OLTP_V送給A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的溫度設(shè)置控制電路由10Bit串行接口的D/A轉(zhuǎn)換器U3、電容C14、C15組成，R22、C16組成簡(jiǎn)單的RC濾波器；輸出電壓OHTP_V送給A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端；輸出電壓OHTEMP送給溫度信號(hào)比較電路的輸入端；SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN與微處理器電路相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路由12Bit串行接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2和電容C3、C18組成，SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543與微處理器電路相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的溫度信號(hào)比較電路由運(yùn)算放大器U4、電阻R23、R24、R25和電容C23組成電壓比較器，與超溫控制機(jī)構(gòu)電路連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板，其特征在于，所述的超溫控制機(jī)構(gòu)電路由反向器U7A、U7B、同向器U2A、光電耦合器O1、三極管Q1、電阻R29-R31、電容C22、二極管D1和繼電器K1組成，反向器U7A與溫度信號(hào)比較電路連接，U7B與微處理器電路連接，繼電器K1與加熱電源連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于培養(yǎng)箱的超溫保護(hù)電路板其特征在于，由微處理器電路、A/D& D/A基準(zhǔn)電路、溫度顯示的溫度檢測(cè)放大電路、超溫保護(hù)的溫度檢測(cè)放大電路、溫度設(shè)置控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、溫度信號(hào)比較電路、超溫控制機(jī)構(gòu)電路組成，本實(shí)用新型通過測(cè)量反饋給微處理器，可以及時(shí)有效的和培養(yǎng)箱主溫控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)誤差變大后將報(bào)警提示，有效提高了培養(yǎng)箱溫度控制的可靠性，保護(hù)了培養(yǎng)物的安全。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是提高了培養(yǎng)箱超溫保護(hù)控制精度。
文檔編號(hào)G05D23/20GK2731511SQ200420082480
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者吳峻, 錢衛(wèi)華, 孫大煒 申請(qǐng)人:上海力申科學(xué)儀器有限公司