恒溫控制器的制造方法
【專利摘要】一種恒溫控制器，它由升、降溫自動(dòng)識(shí)別電路，升溫控制電路，降溫控制電路，溫度異常報(bào)警電路、電源組成，升、降溫自動(dòng)識(shí)別電路由電阻R1、R2、R3、電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)WDJ，運(yùn)算放大器U1A組成，升溫控制電路由單片機(jī)、與非門U3B、電熱板升溫電路組成，降溫控制電路由單片機(jī)、與非門U3C、非門U2A、U2B、U2C、半導(dǎo)體制冷器降溫電路組成。恒溫控制器實(shí)現(xiàn)了升溫與降溫一體化控制功能，其自動(dòng)化程度高，控溫誤差小，可靠性好。
【專利說(shuō)明】恒溫控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠升、降溫控制的恒溫控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上銷售的溫控器只具有升溫或降溫單一控制功能，而且控溫精度低，不能滿足恒溫控溫的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服目前溫控器只能升溫或降溫單一控溫的弊端，本發(fā)明提供了一種升溫與降溫控制功能于一體的恒溫控制器。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種恒溫控制器，它由升、降溫自動(dòng)識(shí)別電路，升溫控制電路，降溫控制電路，溫度異常報(bào)警電路、電源組成，其特征是:升、降溫自動(dòng)識(shí)別電路由電阻Rl、R2、R3、電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)WDJ，運(yùn)算放大器UlA組成，升溫控制電路由單片機(jī)、與非門U3B、電熱板升溫電路組成，降溫控制電路由單片機(jī)、與非門U3C、非門U2A、U2B、U2C、半導(dǎo)體制冷器降溫電路組成。
[0005]所述電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)WDJ的一條外引線與運(yùn)算放大器UlA的同相輸入端3腳相連，電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)WDJ的另一條外引線與運(yùn)算放大器UlA的4腳相連，運(yùn)算放大器UlA的4腳與電源負(fù)極相連。
[0006]所述電阻R3的一端與運(yùn)算放大器UlA的同相輸入端3腳相連，電阻R3的另一端與電源正極相連，電阻Rl的一端與運(yùn)算放大器UlA的反相輸入端2腳相連，電阻R3的另一端與電源正極相連，電阻R2的一端與運(yùn)算放大器UlA的反相輸入端2腳相連，電阻R2的另一端與電源負(fù)極相連。
[0007]所述與非門U3C的輸出端8腳與半導(dǎo)體制冷器降溫電路的控制端相連，與非門U3C的輸入端9腳與非門U2B的輸出端4腳相連，與非門U3C的輸入端10腳與非門U2C的輸出端6腳相連，與非門U3C的輸入端11腳與非門U2A的輸出端2腳相連。
[0008]所述與非門U3B的輸出端6腳與電熱板升溫電路的控制端相連，與非門U3B的輸入端3腳與運(yùn)算放大器UlA的輸出端I腳相連，與非門U3B的輸入端4腳與單片機(jī)的輸出端16腳相連，與非門U3B的輸入端5腳與單片機(jī)的輸出端14腳相連。
[0009]所述非門U2A的輸入端I腳與單片機(jī)的輸出端14腳相連，非門U2C的輸入端5腳與單片機(jī)的輸出端16腳相連、非門U2B的輸入端3腳與運(yùn)算放大器UlA的輸出端I腳相連。
[0010]所述單片機(jī)的輸出端15腳與溫度異常報(bào)警電路的控制端相連。
[0011]本發(fā)明的有益效果是恒溫控制器實(shí)現(xiàn)了升溫與降溫一體化控制功能。該恒溫控制器自動(dòng)化程度高，控溫誤差小，可靠性好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是恒溫控制器的結(jié)構(gòu)圖。【具體實(shí)施方式】
[0013]恒溫控制器以單片機(jī)為核心部件，利用電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)進(jìn)行溫度設(shè)置，通過(guò)對(duì)電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)接通、斷開周期的調(diào)控實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。單片機(jī)對(duì)電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)的通、斷狀態(tài)檢測(cè)后，自動(dòng)識(shí)別出升溫或降溫。當(dāng)升溫時(shí)，采用電熱板加熱，單片機(jī)調(diào)控方式；當(dāng)降溫時(shí)，采用半導(dǎo)體制冷器降溫，單片機(jī)調(diào)控方式。
[0014]升、降溫自動(dòng)識(shí)別電路用電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)設(shè)置一定的溫度值后，可能出現(xiàn)兩種情況:(I)被控對(duì)象的溫度未達(dá)到設(shè)置的溫度值。此時(shí)電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)為斷開狀態(tài)(WDJ不導(dǎo)通)，運(yùn)算放大器UlA的3腳為高電平，其2腳為Rl與R2分壓后得到的固定電壓，此時(shí)3腳電位高于2腳電位，I腳輸出高電平。該高電平輸入到單片機(jī)的6腳；(2)箱內(nèi)溫度已達(dá)到或超過(guò)設(shè)置的溫度值。此時(shí)電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)為導(dǎo)通狀態(tài)，按照上述分析方法，單片機(jī)的6腳為低電平。單片機(jī)上電復(fù)位初始化后，首先從6腳讀入數(shù)據(jù)，由上述分析可知，若從6腳輸入的數(shù)據(jù)為“ I”，則說(shuō)明被控對(duì)象需要升溫，否則需要降溫，單片機(jī)據(jù)此自動(dòng)識(shí)別升溫或降溫。
[0015]當(dāng)單片機(jī)自動(dòng)識(shí)別出被控對(duì)象需要升溫時(shí)，單片機(jī)將14腳置位(輸出高電平)，該高電平輸入到與非門U3B的5腳，升溫控制與非門U3B被打開，而單片機(jī)14腳輸出的高電平經(jīng)過(guò)反相器U2A使U3C的11腳為低電平，降溫控制與非門U3C被關(guān)閉，降溫電路不能工作。當(dāng)單片機(jī)自動(dòng)識(shí)別出被控對(duì)象需要升溫時(shí)，單片機(jī)16腳輸出占空比為1:1的方波，即U3B的5腳為高電平，4腳為方波，其6腳輸出與4腳反相的方波，電熱板升溫電路開始工作。
[0016]當(dāng)被控對(duì)象的溫度達(dá)到設(shè)定的溫度值時(shí)，WDJ導(dǎo)通，此時(shí)UlA的3腳電位低于2腳電位，I腳輸出低電平，與非門U3B被關(guān)閉，其6腳輸出高電平，電熱板升溫電路停止工作。與此同時(shí)，UlA的I腳輸出的低電平同時(shí)送到單片機(jī)的中斷控制輸入引腳INTO端，其下降沿引起單片機(jī)中斷，外部中斷服務(wù)程序使單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器開始計(jì)數(shù)。
[0017]電熱板停止加熱后，被控對(duì)象的溫度開始下降，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，WDJ斷開，根據(jù)上述分析可知，電熱板升溫電路開始工作。當(dāng)加熱到設(shè)定溫度值時(shí)，WDJ導(dǎo)通，使UlA的I腳再一次輸出低電平。根據(jù)前面的分析可知，此低電平一方面使電熱板升溫電路停止工作；另一方面其下降沿又一次引起單片機(jī)中斷，外部中斷服務(wù)程序使單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器TO停止計(jì)數(shù)。并對(duì)WDJ的通、斷周期進(jìn)行分析判斷，根據(jù)不同情況置相應(yīng)的標(biāo)志位，然后中斷服務(wù)程序使單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器TO開始重新計(jì)數(shù)，并將本次WDJ的通、斷周期存儲(chǔ)起來(lái)，用來(lái)與下次通、斷周期相比較。單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器TO工作于方式2，當(dāng)?shù)臀挥?jì)時(shí)單元溢出時(shí)，將發(fā)出定時(shí)器TO中斷，定時(shí)器TO中斷服務(wù)程序完成由低位計(jì)時(shí)單元向高位計(jì)時(shí)單元的進(jìn)位，總之，定時(shí)器TO構(gòu)成了電子表式的計(jì)時(shí)器。主程序根據(jù)標(biāo)志位進(jìn)行計(jì)算處理，在基本周期(WDJ一次通、斷周期)內(nèi)按一定比例增大或減小16腳輸出方波的占空比，按此占空比輸出控溫脈沖，從而控制電熱板功率的大小。
[0018]當(dāng)單片機(jī)自動(dòng)識(shí)別出被控對(duì)象需要降溫時(shí)，其控制電路的工作原理與升溫控制電路的工作原理相似。單片機(jī)將14腳復(fù)位(輸出低電平)，該低電平輸入到與非門U3B的5腳，升溫控制與非門U3B被關(guān)閉，其6腳輸出高電平，升溫電路不能工作。同時(shí)14腳輸出的低電平經(jīng)過(guò)反相器U2A反相后輸入到U3C的11腳，U3C的11腳為高電平，降溫控制與非門U3C被打開。另外，當(dāng)單片機(jī)自動(dòng)識(shí)別出被控對(duì)象需要降溫時(shí)，單片機(jī)16腳輸出占空比為1:1的方波，即U3C的11腳為高電平，10腳為方波，其8腳輸出與10腳反相的方波，半導(dǎo)體制冷器得電工作，被控對(duì)象開始降溫。當(dāng)被控對(duì)象的溫度降到設(shè)定的溫度值時(shí)，WDJ斷開，UlA的I腳將輸出高電平。由上述對(duì)降溫控制電路的分析可知，WDJ斷開后降溫電路停止工作。此時(shí)被控對(duì)象仍處于降溫工作狀態(tài)，單片機(jī)的14腳為低電平，此低電平將與非門U3B關(guān)閉。因此雖然UlA的I腳輸出高電平，但與非門U3B仍被關(guān)閉，電熱板升溫電路仍不能工作。半導(dǎo)體制冷器停止制冷后，被控對(duì)象的溫度開始上升，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，WDJ導(dǎo)通，根據(jù)上述分析可知，半導(dǎo)體制冷器又開始對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行降溫。以后的降溫控溫過(guò)程與升溫控溫過(guò)程相似，其不同點(diǎn)是:對(duì)于升溫電路來(lái)說(shuō)，單片機(jī)16腳輸出的調(diào)整后的方波用于控制電熱板；對(duì)于降溫電路來(lái)說(shuō)，單片機(jī)16腳輸出的調(diào)整后的方波用于控制半導(dǎo)體制冷器。最后被控對(duì)象從外界吸收的熱量與半導(dǎo)體制冷器從箱內(nèi)吸收的熱量基本達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而使控溫精度達(dá)到較高水平。
[0019]控溫電路正常工作時(shí)，電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)的通、斷周期一般為數(shù)十秒。若升、降溫控制電路發(fā)生故障，此周期必然出現(xiàn)異常。根據(jù)被控對(duì)象體積的大小設(shè)定周期的上限值(在計(jì)時(shí)程序中設(shè)定)。當(dāng)該周期超過(guò)上限值時(shí)，單片機(jī)的15腳輸出低電平，控制溫度異常電路發(fā)出報(bào)警聲。
[0020]恒溫控制器的軟件由主程序、外部中斷服務(wù)程序、內(nèi)部定時(shí)器中斷服務(wù)程序等三部分組成。
【權(quán)利要求】
1.一種恒溫控制器，它由升、降溫自動(dòng)識(shí)別電路，升溫控制電路，降溫控制電路，溫度異常報(bào)警電路、電源組成，其特征是:升、降溫自動(dòng)識(shí)別電路由電阻Rl、R2、R3、電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)WDJ，運(yùn)算放大器UlA組成，升溫控制電路由單片機(jī)、與非門U3B、電熱板升溫電路組成，降溫控制電路由單片機(jī)、與非門U3C、非門U2A、U2B、U2C、半導(dǎo)體制冷器降溫電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制器，其特征是:電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)WDJ的一條外引線與運(yùn)算放大器UlA的同相輸入端3腳相連，電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)WDJ的另一條外引線與運(yùn)算放大器UlA的4腳相連，運(yùn)算放大器UlA的4腳與電源負(fù)極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制器，其特征是:電阻R3的一端與運(yùn)算放大器UlA的同相輸入端3腳相連，電阻R3的另一端與電源正極相連，電阻Rl的一端與運(yùn)算放大器UlA的反相輸入端2腳相連，電阻R3的另一端與電源正極相連，電阻R2的一端與運(yùn)算放大器UlA的反相輸入端2腳相連，電阻R2的另一端與電源負(fù)極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制器，其特征是:與非門U3C的輸出端8腳與半導(dǎo)體制冷器降溫電路的控制端相連，與非門U3C的輸入端9腳與非門U2B的輸出端4腳相連，與非門U3C的輸入端10腳與非門U2C的輸出端6腳相連，與非門U3C的輸入端11腳與非門U2A的輸出端2腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制器，其特征是:與非門U3B的輸出端6腳與電熱板升溫電路的控制端相連，與非門U3B的輸入端3腳與運(yùn)算放大器UlA的輸出端I腳相連，與非門U3B的輸入端4腳與單片機(jī)的輸出端16腳相連，與非門U3B的輸入端5腳與與單片機(jī)的輸出端14腳相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制器，其特征是:非門U2A的輸入端I腳與與單片機(jī)的輸出端14腳相連，非門U2C的輸入端5腳與單片機(jī)的輸出端16腳相連、非門U2B的輸入端3腳與運(yùn)算放大器UlA的輸出端I腳相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制器，其特征是:單片機(jī)的輸出端15腳與溫度異常報(bào)警電路的控制端相連。
【文檔編號(hào)】G05D23/30GK103699153SQ201410002555
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月4日
【發(fā)明者】秦輝 申請(qǐng)人:秦輝