專利名稱：多路高精度程序溫控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種程序控制溫度的高精度儀器，屬于溫度控制儀器的技術(shù)領(lǐng)域。
溫度控制儀器有許多種，其中有一種是程序溫度控制儀。目前所有的程序溫度控制儀其控制的對象只能是一個，并且控制的精度也是一般的控制精度，對某些要求比較高的控制對象，普通的程序溫度控制儀就不能勝任，并且對有些熱電偶不能配套使用，而只能使用規(guī)定的熱電偶，由于這些原因，人們對控制對象要求比較高的場合，就要采用一些其它的輔助方法去解決，象這樣做往往大大的增加了設(shè)備的成本，并且增加了控制設(shè)備的復(fù)雜性，給實(shí)際使用帶來了一定的不便。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的就是針對以上存在的實(shí)際問題設(shè)計制造了一種多路高精度程序溫控儀，該儀器具有控制路數(shù)多，控制精度高，調(diào)節(jié)范圍寬能與各種熱電偶配套使用的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的多路高精度程序溫控儀主要由輸入電路(1)、電壓／頻率變換(2)、光電隔離(3)、信號處理(4)、輸出電路(5)所組成。其中輸入電路(1)由三路信號輸入通道，一路室溫補(bǔ)償電路以及多路開關(guān)和信號放大部分所構(gòu)成，每一路輸入通道分別由二只運(yùn)算放大器所組成，其中前一只作為前置放大用，后一只作為跟隨器使用，其三路輸入通道的三個輸出端分別接多路開關(guān)“CD4051”的“13、14、15”腳，其“12”腳與室溫補(bǔ)償電路的輸出端相接?！癈D4051”的腳“3”是信號輸出端，該端與信號放大器相連接，通過信號放大后，其輸出端與電壓／頻率變換(2)的“EIN”端相連接，電壓／頻率變換(2)的輸出端即“out”端與光電隔離(3)相連接，通過光電隔離(3)和信號波形整形電路，將信號送入信號處理(4)中的微處理芯片“8031”的P3.4端，信號處理(4)主要由鎖存器“74LS373”、微處理機(jī)“8031”、存貯器“6264和27128”以及控制定時器“8253”所組成?！?031”的P1.0～P1.5分別接有一只開關(guān)，開關(guān)的另一頭接報警電路，“8031”的P0.0～P0.7端分別接存貯器“6264”和“27128”的D0～D7，同時還與“8155”的D0～D7端相接。“8031”的P2.0～P2.4分別與“6264”的“25、24、21、23、2”端以及“27128”的“25、24、21、23、2”端相接，“8031”的P2.5～P2.7分別與“74LS138”的“1、2、3”端相接。鍵盤的橫向和縱向11條信號線分別接“8155”的P0.5～P0.0以及PB.4～PB.0。顯示器的8條輸入線分別接“8155”的PA.0～PA.7。輸出電路(5)主要由集成電路“74LS04”以及三路輸出通道所組成，集成電路“74LS04的“9.11.13”接信號處理電路(4)中控制定時器“8253”的“10、13、17”端，其“74LS04”的輸出端分別為“8、10、12”端，每一個輸出端與一個輸出通道相連接，每一路輸出通道主要由一只光電偶合器，4只晶體管一個運(yùn)算放大器所組成，光電偶合器的輸入端通過一只電阻接“74LS04”的輸出端，其光電偶合器的信號輸出端接晶體管BG1，該晶體管的集電極與運(yùn)算放大器的輸入端相連接，該運(yùn)算放大器“353”的輸出端通過一只電阻與驅(qū)動晶體管“BG2”的基極，其發(fā)射極與運(yùn)算放大器的輸入端并接有一只電阻Rf和電容Cf，BG2的集電極同時與晶體管BG3的集電極和基極以及晶體管BG4的基極相連接，驅(qū)動信號由晶體管BG4的集電極輸出。
該儀器的工作過程如下，熱電偶的電壓信號經(jīng)過輸入電路(1)中信號輸入通道的前級低通濾波、前置放大、跟隨器，最后送入多路開關(guān)，計算機(jī)對多路開關(guān)進(jìn)行選擇導(dǎo)通，信號送出多路開關(guān)后又進(jìn)行第二次信號放大，經(jīng)過電壓／頻率變換器后，將模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，此數(shù)字信號經(jīng)光電隔離和整形后輸入單片微機(jī)“8031”?！?031”將預(yù)置溫度與實(shí)際溫度進(jìn)行比較，控制定時器“8253”輸出脈寬調(diào)制的控制量，其輸出經(jīng)反相隔離，脈寬、電壓調(diào)節(jié)、取樣、保持、電流、電壓變換，輸出0～10mA的控制電流驅(qū)動可控硅觸發(fā)系統(tǒng)?！?4LS04”是反相器，其輸出是0～10mA的控制電流?！?264”是RAM，存入人機(jī)對話有關(guān)的輸入值。“27128”是EPROM，固化有關(guān)執(zhí)行程序?！?155”是處理鍵盤和顯示器動作的。
采用本實(shí)用新型的多路高精度程序溫控儀，其優(yōu)點(diǎn)在于1.該溫控儀控制的路數(shù)多，可以同時控制三路的溫度，而通用的溫控儀，若要控制三路，則必須有三套控制儀器，本儀器相對通用的溫控儀成本和體積都減小到原先的三分之一。2.精度高。該儀器的控溫精度可達(dá)0.2級，這對控溫要求非常高的場合也能適用，因此其適用范圍很廣。3.調(diào)節(jié)精度遠(yuǎn)大于一般的溫度控制儀。4.時間設(shè)定范圍寬達(dá)0～9999分／段，而通常的溫控儀只有0～1500分／段。5.該儀器具有自動調(diào)零，定時復(fù)位等多種輔助功能，使該儀器的工作更可靠。6.該儀器的主要優(yōu)點(diǎn)之一是解決了采用鎢錸熱電偶進(jìn)行測溫、控溫的技術(shù)難題，使得控溫的精度和儀器的性能都達(dá)到了一個新的高度。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型中輸入電路的電原理圖。
圖3是本實(shí)用新型中信號處理電路的原理圖。
圖4是本實(shí)用新型中輸出電路的電原理圖。
圖5是本實(shí)用新型中室溫補(bǔ)償電路的原理圖。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案如下輸入電路(1)中的三路輸入通道其結(jié)構(gòu)完全一樣，在其中每一路中，信號放大用的運(yùn)算放大器采用“OP07”型號的運(yùn)算放大器，其后的跟隨器為“353”型號的運(yùn)算放大器。多路開關(guān)的型號為“CD4051”。電壓／頻率變換(2)電路采用集成電路“QD8106”。信號處理(4)中微處理芯片采用的型號為“8031”，存貯器RAM的型號為“6264”，EPROM的型號為“27128”，控制定時器的型號為“8253”，鎖存器的型號為“74LS373”。在輸出電路中，反相器采用集成電路“74LS04”，光電隔離器的型號為“4N25”，晶體管BG1、BG2的型號為3DGB0，BG4、BG3的型號為3CG5F，運(yùn)算放大器的型號為“353”。根據(jù)以上所述，參照其電原理圖就可以制成本實(shí)用新型的多路高精度程序溫控儀。
權(quán)利要求1.一種多路高精度程序溫控儀由信號輸入電路、信號處理電路以及信號輸出電路所組成，其特征在于該控制儀主要由輸入電路(1)、電壓/頻率變換(2)、光電隔離(3)、信號處理(4)、輸出電路(5)所組成，其中輸入電路包括三路信號輸入通道，一路室溫補(bǔ)償電路以及多路開關(guān)和信號放大部分，室溫補(bǔ)償電路以及三路信號輸入通道的輸出端分別接至多路開關(guān)“CD4051”的“12～15”端，信號處理(4)主要由單片微機(jī)“8031”、鎖存器“74LS373”、存貯器“6264”、“27128”以及控制定時器“8253”所組成，“8031”的P0.0～P0.7與存貯器“6264”和“27128”以及集成電路“8155”的DO～D7相接，同時與控制定時器“8253”的“1-8”腳相接，輸出電路(5)由集成電路“74LS04”和三路輸出通道所組成，“74LS04”的腳“9、11、13”分別與控制定時器“8253”的腳“10、13、17”相接，“74LS04”的腳“8、10、12”分別與三路輸出通道相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路高精度程序溫控儀，其特征在于所述的輸出電路(5)中的輸出通道由三路同樣結(jié)構(gòu)的電路所組成，其中晶體管BG2的發(fā)射極與運(yùn)算放大器“353”的輸入端并接有一只電阻Rf和一只電容Cf，晶體管BG2的集電極同時與晶體管BG3的集電極和基極以及晶體管BG4的基極相連。
專利摘要多路高精度程序溫控儀是一種測量精度非常高的多路溫度控制儀，它主要由輸入電路、電壓/頻率變換電路、充電隔離電路、信號處理電路以及輸出電路所構(gòu)成，其中輸入電路由三路相同的信號輸入通道和一路室溫補(bǔ)償電路以及多路開關(guān)組成，輸出電路由三路相同的輸出通道以及反相器所組成，信號處理電路主要由一片單片微機(jī)和一個RAM和一個ROM以及一個控制定時器所組成。該溫控儀能與鎢錸熱電偶配套使用。
文檔編號G05D23/20GK2072244SQ9021150
公開日1991年2月27日 申請日期1989年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月30日
發(fā)明者李振鐸, 潘海金 申請人:東南大學(xué)