一種高精度溫度控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括MCU、恒流源、以及與MCU連接的溫度加熱單元、熱保護器、PT1000溫度傳感器，所述恒流源包括依次連接的基準電壓源、運算放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換電路，恒流源的V/I轉(zhuǎn)換電路與PT1000溫度傳感器相連并提供穩(wěn)定的電流，PT1000溫度傳感器采集溫度加熱單元的溫度并傳送至MCU，當溫度低于設定值時，MCU控制溫度加熱單元加熱，當溫度高于設定值時，MCU控制熱保護器工作。對溫度的控制精度能達到±0.1℃。
【專利說明】一種高精度溫度控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高精度溫度控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]醫(yī)用檢驗分析儀器開發(fā)的一個重要環(huán)節(jié)就是溫度控制系統(tǒng)的研制，因為生物化學反應中的各種酶對溫度比較敏感，被測樣品以及試劑只有在合適的溫度環(huán)境下才能保證檢測結果的可靠性。一般的溫度控制系統(tǒng)其傳遞函數(shù)是一個一節(jié)慣性環(huán)節(jié)，具有延遲和滯后的特性，往往給溫度的控制帶來遲滯與不穩(wěn)定。為了達到對溫度遲滯后系統(tǒng)的精確控制，多年來人們一直在研究各種方法，以期達到最小的超調(diào)量和最短的穩(wěn)定時間。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對上述問題，本實用新型提供一種高精度溫度控制系統(tǒng)，對溫度的控制精度能達到0.1 °c，并且在過溫時能夠自動斷開加熱實現(xiàn)自我保護。
[0004]為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0005]一種高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括MCU、恒流源、以及與MCU連接的溫度加熱單元、熱保護器、PTiooo溫度傳感器，所述恒流源包括依次連接的基準電壓源、運算放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換電路，恒流源的V/I轉(zhuǎn)換電路與PT1000溫度傳感器相連并提供穩(wěn)定的電流，PTiooo溫度傳感器采集溫度加熱單元的溫度并傳送至MCU，當溫度低于設定值時，MCU控制溫度加熱單元加熱，當溫度高于設定值時，MCU控制熱保護器工作。
[0006]基準電壓源、運算放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換電路組合在一起組成了一個高精度的數(shù)控恒流源，V/I轉(zhuǎn)換電路向PT1000溫度傳感器提供穩(wěn)定的電流，而PT1000溫度傳感器在O攝氏度時的阻值為1000歐姆，它的阻值會隨著溫度的上升勻速增長，因此檢測PT1000溫度傳感器上電壓的變化來換算溫度，對溫度的控制精度能達到±0.1°C。
[0007]本實用新型的有益效果是:通過高精度的數(shù)控恒流源和PT1000溫度傳感器實現(xiàn)了高精度的溫度控制，控制精度能達到±0.1 °c，整體結構簡單、反應速度快、精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型一種高精度溫度控制系統(tǒng)的結構框圖；
[0009]圖2是溫度加熱單元示意圖；
[0010]附圖的標記含義如下:
[0011]1:溫度加熱單元；2 =PTlOOO溫度傳感器測試點；3:熱保護器。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型技術方案作進一步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。[0013]如圖1所示，一種高精度溫度控制系統(tǒng)，包括MCU、恒流源、以及與MCU連接的溫度加熱單元、熱保護器、PTiooo溫度傳感器，所述恒流源包括依次連接的基準電壓源、運算放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換電路，恒流源的V/I轉(zhuǎn)換電路與PT1000溫度傳感器相連并提供穩(wěn)定的電流，PT1000溫度傳感器采集溫度加熱單元的溫度并傳送至MCU，MCU通過PID算法來控制溫度加熱單元的加熱與停止工作，以此來實現(xiàn)對溫度的穩(wěn)定控制。
[0014]為了便于及時查看并控制溫度控制系統(tǒng)，可以使用CAN總線將MCU連接到外部的計算機上，將測量到的溫度值實時上傳給計算機，并且可以通過計算機來對要實現(xiàn)的溫度值進行設置，比如設定最低溫度值和最高溫度值。當溫度低于設定的最低溫度值時，MCU控制溫度加熱單元加熱，當溫度高于設定的最高溫度值時，MCU控制熱保護器工作，熱保護器斷開溫度加熱單元電路，溫度加熱單元停止加熱。
[0015]優(yōu)選基準電壓源是ADR421，芯片ADR421作為D/A轉(zhuǎn)換器的外部基準源，其初始精度、噪聲和溫度系數(shù)直接決定了 D/A輸出的精度。運算放大器是AD8628，由于AD5542內(nèi)部沒有驅(qū)動運放，因此在外部增加一個芯片AD8628。D/A轉(zhuǎn)換器是AD5542，它是ADI公司的一款單通道、16位、串行輸入、電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器。V/I轉(zhuǎn)換電路是AD694，可穩(wěn)定的輸出4_20mA電流，保證溫度的控制精度。ADR421、AD8628、AD5542、AD694組合在一起組成了 一個高精度的數(shù)控恒流源，AD694向PT1000溫度傳感器提供穩(wěn)定的電流，而PT1000溫度傳感器在O攝氏度時的阻值為1000歐姆，它的阻值會隨著溫度的上升勻速增長，因此檢測PT1000溫度傳感器上電壓的變化來換算溫度，對溫度的控制精度能達到±0.1°C。
[0016]如圖2所示，為了實現(xiàn)對全局溫度的一個準確評估，需要在溫度加熱單元I不同的加熱區(qū)域安放一個PTiooo溫度傳感器測試點2，圖2采用3個PT1000溫度傳感器測試點2，能檢測不同區(qū)域內(nèi)的溫度變化，具體的放置位置如圖中圓圈處所示。通過使用熱保護器3保護電路，防止測溫裝置失效的情況下，溫度加熱單元I不停加熱導致溫度過高的問題。熱保護器3的安放位置如圖中長方形所示位置。
[0017]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或者等效流程變換，或者直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括MCU、恒流源、以及與MCU連接的溫度加熱單元、熱保護器、PTlOOO溫度傳感器，所述恒流源包括依次連接的基準電壓源、運算放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換電路，恒流源的V/I轉(zhuǎn)換電路與PT1000溫度傳感器相連并提供穩(wěn)定的電流，PT1000溫度傳感器采集溫度加熱單元的溫度并傳送至MCU，當溫度低于設定值時，MCU控制溫度加熱單元加熱，當溫度高于設定值時，MCU控制熱保護器工作，所述基準電壓源是ADR421，運算放大器是AD8628，所述D/A轉(zhuǎn)換器是AD5542，所述V/I轉(zhuǎn)換電路是AD694。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，MCU通過CAN總線與計算機相連。
【文檔編號】G05D23/30GK203705994SQ201320816972
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】崔靜, 郭金龍, 沙利烽, 吳冬, 程思奇 申請人:蘇州長光華醫(yī)生物醫(yī)學工程有限公司