電子式溫度控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及溫度控制【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種電子式溫度控制器，包括第一溫度檢測器、溫度設(shè)定電路、第一信號(hào)調(diào)理器、誤差計(jì)算器、比例積分運(yùn)算器、三角波發(fā)生器以及PWM發(fā)生器；第一信號(hào)調(diào)理器的輸入端接第一溫度檢測器的輸出端，誤差計(jì)算器的正端和負(fù)端分別接第一信號(hào)調(diào)理器的輸出端和溫度設(shè)定電路的輸出端，誤差計(jì)算器的輸出端接比例積分運(yùn)算器的輸入端，PWM發(fā)生器的正端和負(fù)端分別接三角波發(fā)生器的輸出端和比例積分運(yùn)算器的輸出端。該電子式溫度控制器，采用了電子電路的方式，具有控制精度高、靈敏度高、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)；此外，溫度檢測器可以是溫度電阻、熱電偶或電流電壓變送器等多種溫度檢測器；而且溫度適應(yīng)性強(qiáng)。
【專利說明】電子式溫度控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及溫度控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及電子式溫度控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度控制器，也叫溫度開關(guān)、溫度保護(hù)器，其作用是根據(jù)環(huán)境溫度變化，從而產(chǎn)生導(dǎo)通或斷開動(dòng)作；或是根據(jù)環(huán)境溫度變化發(fā)出開關(guān)命令，從而控制設(shè)備的運(yùn)行以達(dá)到理想的溫度及節(jié)能效果。其應(yīng)用范圍非常廣泛，不同種類的溫度控制器可相應(yīng)的用于家電、電機(jī)、制冷或制熱等眾多產(chǎn)品中。
[0003]目前國內(nèi)外研制生產(chǎn)的溫度控制器大致分為以下5種:
[0004]1.雙金屬片突跳式溫度控制器
[0005]采用的是機(jī)械結(jié)構(gòu)，其將設(shè)定溫度后的雙金屬片作為熱敏感反應(yīng)組件，當(dāng)產(chǎn)品主件溫度升高時(shí)所產(chǎn)生的熱量傳遞到雙金屬圓片上，達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)迅速動(dòng)作，通過機(jī)構(gòu)作用觸點(diǎn)斷開或閉合；當(dāng)溫度下降到復(fù)位溫度設(shè)定時(shí)，雙金屬片迅速回復(fù)原狀，使觸點(diǎn)閉合或斷開，達(dá)到接通或斷開電路的目的，從而控制電路。
[0006]雙金屬片突跳式溫度控制器由于用一種將定溫后的雙金屬片作為熱敏感反應(yīng)組件，只能對(duì)某一的溫度進(jìn)行控制，控制精度不高。
[0007]2.液漲式溫度控制器
[0008]采用的是機(jī)械結(jié)構(gòu)，是當(dāng)被控制對(duì)象的溫度發(fā)生變化時(shí)使溫度控制器感溫部內(nèi)的物質(zhì)(一般是液體)產(chǎn)生熱脹冷縮(體積變化)，與感溫部連通一起的膜盒產(chǎn)生膨脹或收縮。以杠桿原理，帶動(dòng)開關(guān)通斷動(dòng)作，達(dá)到恒溫目的。液漲式溫度控制器主要用于家電行業(yè)，電熱設(shè)備，制冷行業(yè)等溫度控制場合用。
[0009]液漲式溫度控制器具有控溫準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠，開停溫差小，控制溫控調(diào)節(jié)范圍大，過載電流大等性能特點(diǎn)；但由于用感溫部內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生膨脹或收縮，以杠桿原理，帶動(dòng)開關(guān)通斷動(dòng)作，導(dǎo)致體積大。
[0010]3.壓力式溫度控制器
[0011]采用的是機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過密閉的內(nèi)充感溫工質(zhì)的溫包和毛細(xì)管，把被控溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g壓力或容積的變化，達(dá)到溫度設(shè)定值時(shí)，通過彈性元件和快速瞬動(dòng)機(jī)構(gòu)，自動(dòng)關(guān)閉觸頭，以達(dá)到自動(dòng)控制溫度的目的。由感溫部、溫度設(shè)定主體部、執(zhí)行開閉的微動(dòng)開關(guān)或自動(dòng)風(fēng)門等三部分組成。壓力式溫度控制器適用于制冷器具(如電冰箱冰柜等)和制熱器等場合。
[0012]壓力式溫度控制器由于用感溫工質(zhì)的溫包和毛細(xì)管進(jìn)行控制，體積大控制精度不聞。
[0013]4.電子式溫度控制器
[0014]采用電阻測溫的方法來測量，一般采用白金絲、銅絲、鎢絲以及半導(dǎo)體(熱敏電阻等)為溫度電阻，其中家用空調(diào)大多采用熱敏電阻作為溫度電阻。熱敏電阻溫度控制器是根據(jù)惠斯登電橋原理制成的，是惠斯登電橋，在構(gòu)成溫度控制器時(shí)，可以很容易地通過選擇適當(dāng)?shù)臒崦綦娮鑱砀淖儨囟日{(diào)節(jié)范圍和工作溫度。
[0015]電子式溫度控制器具有穩(wěn)定，體積小的優(yōu)點(diǎn)；但只能采用溫度電阻做輸入，對(duì)各種溫度適應(yīng)性不強(qiáng)；而且控制精度不高。
[0016]5.數(shù)字式溫度控制器
[0017]是一種精確的溫度控制器，可以對(duì)溫度進(jìn)行數(shù)字量化控制。溫度控制器一般采用NTC熱敏傳感器或者熱電偶作為溫度檢測元件，原理是:將NTC熱敏傳感器或者熱電偶設(shè)計(jì)到相應(yīng)電路中，NTC熱敏傳感器或者熱電偶隨溫度變化而改變，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓電流改變，再通過微控制器對(duì)改變的電壓電流進(jìn)行檢測、量化顯示出來，并做相應(yīng)的控制。
[0018]數(shù)字溫度控制器具有精確度高、靈敏度高、直觀、操作方便等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是成本高，微控制器容易受到電磁干擾。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0019]基于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，有必要提供一種兼具控制精度高、體積小、溫度適應(yīng)性強(qiáng)、靈敏度高、成本低的電子式溫度控制器。
[0020]電子式溫度控制器，包括第一溫度檢測器、溫度設(shè)定電路、第一信號(hào)調(diào)理器、誤差計(jì)算器、比例積分運(yùn)算器、三角波發(fā)生器以及PWM發(fā)生器；
[0021]所述第一信號(hào)調(diào)理器的輸入端接所述第一溫度檢測器的輸出端，所述誤差計(jì)算器的正端和負(fù)端分別接所述第一信號(hào)調(diào)理器的輸出端和所述溫度設(shè)定電路的輸出端，所述誤差計(jì)算器的輸出端接所述比例積分運(yùn)算器的輸入端，所述PWM發(fā)生器的正端和負(fù)端分別接所述三角波發(fā)生器的輸出端和所述比例積分運(yùn)算器的輸出端。
[0022]進(jìn)一步的，所述電子式溫度控制器還包括信號(hào)輸出接口 ；所述第一信號(hào)調(diào)理器的輸出端還接所述信號(hào)輸出接口的輸入端。
[0023]進(jìn)一步的，所述電子式溫度控制器還包括第二溫度檢測器和第二信號(hào)調(diào)理器；
[0024]所述第二信號(hào)調(diào)理器的輸入端接所述第二溫度檢測器的輸出端，所述第二信號(hào)調(diào)理器的輸出端接所述信號(hào)輸出接口電路的輸入端。
[0025]進(jìn)一步的，所述第一溫度檢測器和所述第二溫度檢測器為溫度電阻、熱電偶或電流電壓變送器。
[0026]進(jìn)一步的，所述第一信號(hào)調(diào)理器、所述第二信號(hào)調(diào)理器、所述誤差計(jì)算器、所述比例積分運(yùn)算器、所述三角波發(fā)生器、以及所述PWM發(fā)生器均采用型號(hào)為TL084C的運(yùn)算放大器或型號(hào)為LM2902的運(yùn)算放大器。
[0027]進(jìn)一步的，所述溫度設(shè)定電路包括電位器。
[0028]該電子式溫度控制器，采用了電子方式，因此相較于機(jī)械式溫度控制器，其具有控制精度高、靈敏度高、體積小的優(yōu)點(diǎn)；而且相較于數(shù)字式溫度控制器，其成本更低；
[0029]此外，采用信號(hào)調(diào)理器輸入第一溫度檢測器所檢測到的溫度信號(hào)，因此溫度檢測器可以是溫度電阻、熱電偶或電流電壓變送器等多種溫度檢測器；而且可以適應(yīng)-200°C?1800°C的溫度，因此，該電子式溫度控制器的溫度適應(yīng)性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電子式溫度控制器的電路原理框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0032]參照?qǐng)D1。
[0033]電子式溫度控制器，包括第一溫度檢測器11、溫度設(shè)定電路2、第一信號(hào)調(diào)理器31、誤差計(jì)算器4、比例積分運(yùn)算器5、三角波發(fā)生器6以及PWM發(fā)生器7 ；
[0034]第一信號(hào)調(diào)理器31的輸入端接第一溫度檢測器11的輸出端，誤差計(jì)算器4的正端和負(fù)端分別接第一信號(hào)調(diào)理器31的輸出端和溫度設(shè)定電路2的輸出端，誤差計(jì)算器4的輸出端接比例積分運(yùn)算器5的輸入端，PWM發(fā)生器7的正端和負(fù)端分別接三角波發(fā)生器6的輸出端和比例積分運(yùn)算器5的輸出端。
[0035]該電子式溫度控制器的工作原理為:通過溫度設(shè)定電路2設(shè)定溫度值，通過第一溫度檢測器11檢測溫度信號(hào)；第一溫度檢測器11檢測到的溫度信號(hào)為模擬信號(hào)，其傳輸至第一信號(hào)調(diào)理器31變換為數(shù)字信號(hào)；誤差計(jì)算器4將所檢測到溫度信號(hào)與所設(shè)定溫度值進(jìn)行誤差計(jì)算并輸出誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)傳輸至比例積分運(yùn)算器5進(jìn)行比例積分運(yùn)算之后輸出比例積分信號(hào)，PWM發(fā)生器7將三角波發(fā)生器6輸出的三角波以及比例積分信號(hào)進(jìn)行比較之后輸出PWM脈沖信號(hào)。該輸出的PWM脈沖信號(hào)用于控制固態(tài)繼電器91的通斷，固態(tài)繼電器91進(jìn)而從而控制加熱、制冷設(shè)備92的加熱或制冷快速、穩(wěn)定的工作。
[0036]該電子式溫度控制器中，將第一溫度檢測器11所檢測的溫度信號(hào)以及溫度設(shè)定電路2所設(shè)定的溫度值進(jìn)行誤差計(jì)算、比例積分運(yùn)算，可得到高精度的計(jì)算結(jié)果，然后PWM發(fā)生器7將上述計(jì)算結(jié)果與三角波發(fā)生器6輸出的三角波比較后輸出PWM脈沖信號(hào)控制固態(tài)繼電器91，進(jìn)而控制加熱、制冷設(shè)備9，從而實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制的功能。
[0037]該電子式溫度控制器，采用了電子方式，因此相較于機(jī)械式的溫度控制器，其具有控制精度高、靈敏度高、體積小的優(yōu)點(diǎn)；而且相較于數(shù)字式溫度控制器，其成本更低；
[0038]此外，采用第一信號(hào)調(diào)理器31輸入第一溫度檢測器11所檢測的溫度信號(hào)，因此第一溫度檢測器31可以是溫度電阻、熱電偶或電流電壓變送器等多種溫度檢測器，而且可以適應(yīng)-200°C?1800°C的溫度，因此，該電子式溫度控制器的溫度適應(yīng)性強(qiáng)。
[0039]進(jìn)一步的，電子式溫度控制器還包括信號(hào)輸出接口 8 ;第一信號(hào)調(diào)理器31的輸出端還接信號(hào)輸出接口 8的輸入端。
[0040]通過該信號(hào)輸出接口 8可外接監(jiān)控器或計(jì)算機(jī)，第一溫度檢測器11所檢測到的溫度信號(hào)可在第一信號(hào)調(diào)理器31變換為數(shù)字信號(hào)之后通過信號(hào)輸出接口 8于監(jiān)控器或計(jì)算機(jī)顯示。
[0041]進(jìn)一步的，電子式溫度控制器還包括第二溫度檢測器12和第二信號(hào)調(diào)理器32 ；
[0042]第二信號(hào)調(diào)理器32的輸入端接第二溫度檢測器12的輸出端，第二信號(hào)調(diào)理器32的輸出端接信號(hào)輸出接口 8電路的輸入端。
[0043]該溫度檢測器包括第一溫度檢測器11以及第二溫度檢測器12，可便于多點(diǎn)溫度同時(shí)檢測。例如，在微型空氣站中，第一溫度檢測器11可用于檢測空氣站內(nèi)部的溫度，而第二溫度檢測器12可用于檢測空氣站外部的溫度，從而更加全面的了解溫度的情況。
[0044]進(jìn)一步的，第一溫度檢測器11和第二溫度檢測器12為溫度電阻、熱電偶或電流電壓變送器。[0045]進(jìn)一步的，第一信號(hào)調(diào)理器31、第二信號(hào)調(diào)理器32、誤差計(jì)算器4、比例積分運(yùn)算器5、三角波發(fā)生器6、以及PWM發(fā)生器7均采用型號(hào)為TL084C的運(yùn)算放大器或型號(hào)為LM2902的運(yùn)算放大器。
[0046]進(jìn)一步的，溫度設(shè)定電路2包括電位器。
[0047]上述為本實(shí)用新型舉例說明，并不用于限制本實(shí)用新型。
【權(quán)利要求】
1.電子式溫度控制器，其特征在于，包括第一溫度檢測器、溫度設(shè)定電路、第一信號(hào)調(diào)理器、誤差計(jì)算器、比例積分運(yùn)算器、三角波發(fā)生器以及PWM發(fā)生器； 所述第一信號(hào)調(diào)理器的輸入端接所述第一溫度檢測器的輸出端，所述誤差計(jì)算器的正端和負(fù)端分別接所述第一信號(hào)調(diào)理器的輸出端和所述溫度設(shè)定電路的輸出端，所述誤差計(jì)算器的輸出端接所述比例積分運(yùn)算器的輸入端，所述PWM發(fā)生器的正端和負(fù)端分別接所述三角波發(fā)生器的輸出端和所述比例積分運(yùn)算器的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的電子式溫度控制器，其特征在于，所述電子式溫度控制器還包括信號(hào)輸出接口 ；所述第一信號(hào)調(diào)理器的輸出端還接所述信號(hào)輸出接口的輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的電子式溫度控制器，其特征在于，所述電子式溫度控制器還包括第二溫度檢測器和第二信號(hào)調(diào)理器； 所述第二信號(hào)調(diào)理器的輸入端接所述第二溫度檢測器的輸出端，所述第二信號(hào)調(diào)理器的輸出端接所述信號(hào)輸出接口電路的輸入端。
4.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的電子式溫度控制器，其特征在于，所述第一溫度檢測器和所述第二溫度檢測器為溫度電阻、熱電偶或電流電壓變送器。
5.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的電子式溫度控制器，其特征在于，所述第一信號(hào)調(diào)理器、所述第二信號(hào)調(diào)理器、所述誤差計(jì)算器、所述比例積分運(yùn)算器、所述三角波發(fā)生器、以及所述PWM發(fā)生器均采用型號(hào)為TL084C的運(yùn)算放大器或型號(hào)為LM2902的運(yùn)算放大器。
6.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的電子式溫度控制器，其特征在于，所述溫度設(shè)定電路包括電位器。
【文檔編號(hào)】G05D23/20GK203673368SQ201320779695
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王榮, 楊旭 申請(qǐng)人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司