顯示和控制溫度的無觸點自控儀的製作方法
2023-10-07 10:32:54 3
專利名稱：顯示和控制溫度的無觸點自控儀的製作方法
技術領域：
一種用於顯示和控制溫度的自控儀。
現有的電子溫度自控儀，大都由測溫電橋、交流放大器、相敏放大器、控溫執行繼電器組成。它利用測溫電橋中的熱敏電阻在不同溫度下的電阻值變化所產生的電壓信號，通過放大電路控制繼電器動作達到控溫目的，其缺陷是結構複雜，且只能直接控制1.5千瓦以下負載，超過時要增加接觸器。另外，它對電源穩定性要求較高，電壓不足時儀器精度下降。特別是繼電器觸點故障率升高，影響控溫的可靠性，所以需要經常維修和保養。
本實用新型的目的是提供一種沒有繼電器，無觸點的溫度自控儀，它既能提高帶負載能力，又能降低對電源穩定性的要求，並且可以報警。
本實用新型的目的是這樣實現的該溫度自控儀包含有供電裝置、測溫傳感器、四通道運算放大集成塊、溫度顯示儀、功率放大器、溫度自控執行器、發聲、發光報警器。其測溫傳感器主體是三個串聯的二極體組。本實用新型是將二極體組在不同溫度下的正向電阻值變化所產生的電壓降信號輸入給四通道運算放大集成塊。四通道運算放大集成塊的A3運算放大器再輸出信號給溫度顯示儀，使其顯示溫度。它的A2運算放大器同時輸出信號給發光報警器和包含有A4運算放大器的發聲報警器，它的A1運算放大器亦同時輸出信號給功率放大器，經放大後輸入給溫度自控執行器，通過雙向可控矽直接控制加熱裝置，實現溫度自動調節。
本實用新型利用了運算放大集成塊的高輸入阻抗特性和二極體的正向電阻值隨溫度的升高而下降且線性好的特點。它把幾個二極體串聯起來作為測溫元件，並將其電壓降信號輸入給四通道運算放大集成塊，實現測溫、控溫、報警。因此，結構簡單、可靠性高，且體積小，製造成本低，再由於採用大電流雙向可控矽直接控制負載，沒有繼電器、無觸點，這樣不僅能提高帶負載能力，不易出故障，而且能降低對電源穩定性的要求。
本實用新型的解決方案用以下的附圖和實施例進行說明。
圖1是溫度自控儀結構方框圖。
圖2是溫度自控儀電路原理圖。
如圖1所示，溫度自控儀是由供電裝置〔10〕，測溫傳感器〔1〕，A3運算放大器電路〔2〕，A2運算放大器電路〔4〕，A1運算放大器電路〔7〕，溫度顯示儀〔3〕，功率放大器〔8〕，溫度自控執行器〔9〕，發光報警器〔5〕，包含有A4運算放大器的發聲報警器〔6〕組成。如圖2所示，該溫度自控儀包括有一塊四通道運算放大集成塊，其每一通道分別為運算放大器A1、A2、A3A4，還有由三個矽二極體串聯而成的測溫元件和大電流雙向可控矽RCB、12V三端穩壓塊7812等。
該裝置中，變壓器B的輸入端線圈L1分別連接電源的火線和地線，輸出端線圈L2中間抽頭接地線，其兩端分別與串聯的二極體D5、D6的陽極相連接，構成全波整流電路；電容C2連接在二極體D5、D6的接點與地線之間，12V三端穩壓塊7812的腳1、腳2分別與電容C2、C1的正極相連，腳3接地線，電容器C2、C1的負極接地線。由變壓器B，二極體D5、D6，電容器C1、C2和三端穩壓塊7812組成供電裝置〔10〕，向整個系統提供12V直流工作電壓。
由電阻R2、矽二極體組GW、電阻R1串聯在工作電壓及地線之間。其輸出端連接在A1運算放大器的反相輸入端和A2、A3運算放大器的同相輸入端，穩壓二極體D1跨接在電阻R2與矽二極體組GW的接點處與地線之間。由電阻R1、R2、穩壓二極體D1和二極體組GW組成測溫傳感器〔1〕。
電阻R7、電位器W4、電阻R8串聯在工作電壓與地線之間，電位器W4可調端連接在A1運算放大器的同相輸入端，它們一起構成A1運算放大器電路〔7〕。
A1運算放大器的輸出端連接功率放大器〔8〕的三極體BG的基極，電阻R9和二極體D3串聯在三極體BG發射極與地線之間。二極體的陰極接地。與三極體BG、電阻R9一起構成功率放大器〔8〕，其輸出信號控制雙向可控矽RCB的導通與關斷，雙向可控矽RCB的控制極與三極體BG的集電極連接，其另外兩端直接控制加熱裝置。由雙向可控矽RCB和加熱裝置組成溫度自控執行器〔9〕。通過調節電位器W4，可以調整溫度自控執行器〔9〕控制溫度的高低。
電阻R5、電位器W3、電阻R6串聯在工作電壓與地線之間，電位器W3的可調端連接在A2運算放大器的反相輸入端，組成A2運算放大器電路〔4〕。
A2運算放大器的輸出端與發光報警器〔5〕的電阻R10、發聲報警器〔6〕中的二極體D7陽極連結在一起，電阻R10和發光二極體D4串聯在A2運算放大器的輸出端與地線之間，發光二極體D4的陰極接地，構成發光報警器〔5〕，由電阻R11、R12組成的分壓電路，連接在二極體D7與地線之間，A4運算放大器的同相輸入端連接在電阻R11、R12的接點上，反相輸入端通過電容C3接地，電阻R13和R14的一端接在A4運算放大器的輸出端上，另一端分別與A4運算放大器的同相輸入端，反相輸入端相接，壓電陶瓷片FA跨接在A4運算放大器的輸出端與地線之間，由二極體D7、電阻R11、R12、R13、R14、電容C3、A4運算放大器，壓電陶瓷片FA組成發聲報警器〔6〕，通過調節電位W3，可以調整報警溫度的高低。
電阻R3、電位器W1、電阻R4串聯在工作電壓及地線之間，電位器W1與電阻R4的接點與可調端一起連接在電位器W2的一端上，電位器W2的另一端與可調端一起連接在A3運算放大器反相輸入端上，它們共同組成A3運算放大器電路〔2〕。
A3運算放大器的輸出端與溫度顯示儀〔3〕的正極連接，其反相輸入端與溫度顯示儀〔3〕的負極連接，通過調節電位器W1，可以調整溫度顯示儀〔3〕的起始值；通過調節電位器W2，可以調整溫度顯示儀〔3〕的滿刻度值。
本實用新型的工作過程是這樣的供電裝置〔10〕向整個系統提供12V直流工作電壓，由測溫傳感器〔1〕輸出的溫度檢測信號同時分別輸送給四通道運算放大集成塊A1、A2、A3的輸入端。
在A3運算放大器電路〔2〕中，檢測信號與來自電位器W2的參考電壓比較，其差值經過A3運算放大器後，在溫度顯示儀〔3〕上顯示。
在A1運算放大器電路〔7〕中，當被控溫度低於控制溫度，即檢測信號低於來自電位器W4的參考電壓時，其差值經A1運算放大器後輸出高電位，使三極體BG導通。雙向可控矽RCB閉合，啟動加熱裝置進行加熱；當被控溫度等於或高於控制溫度，即檢測信號等於或高於參考電壓時，A1運算放大器輸出低電位，三極體BG截止，雙向可控矽RCB斷開，加熱裝置停止工作，從而達到控制溫度的目的。
在A2運算放大器電路〔4〕中，當被控溫度低於控制溫度，即檢測信號低於來自電位器W3的參考電壓時，其差值經A2運算放大器後輸出低電位，發光報警器〔5〕和發聲報警器〔6〕不動作；當控溫裝置出故障或其它意外原因引起的實際溫度超過控制溫度，即檢測信號高於參考電壓時，A2運算放大器輸出高電位，發光二極體D4導通後發光，同時使包含A4運算放大器的發聲報警器〔6〕發出聲音報警。
權利要求1.一種用於顯示和控制溫度的自控儀，它包含有供電裝置[10]，溫度顯示儀[3]，功率放大器[8]，發光報警器[5]，四通道運算放大集成塊，其特徵是還包含有a、由電阻R1、R2，穩壓二極體D1和二極體組GW組成的測溫傳感器[1]，b、由雙向可控矽RCB和加熱裝置組成的溫度自控執行器[9]，c、由二極體D7，電阻R11、R12、R13、R14、電容C3、A4運算放大器，壓電陶瓷片FA組成的發聲報警器[6]。
2.根據權利要求1所述的溫度自控儀，其特徵是四通道運算放大集成塊的A3運算放大器連接溫度顯示儀〔3〕，A1運算放大器經功率放大器〔8〕連接溫度自控執行器〔9〕，A2運算放大器連接發光報警器〔5〕，並連接包含有A4運算放大器的發聲報警器〔6〕。
專利摘要一種用於顯示和控制溫度的無觸點自控儀。由供電裝置、測溫傳感器、四通道運算放大集成塊、溫度顯示儀、功率放大器、溫度自控執行器、發聲、發光報警器組成。該溫度自控儀沒有繼電器。無觸點，降低了對電源穩定性的要求。不易出故障，可以提高帶負載能力。結構簡單，性能可靠、能報警、體積小、成本低。
文檔編號G05D23/20GK2074027SQ90215929
公開日1991年3月27日 申請日期1990年9月26日 優先權日1990年9月26日
發明者王任鐸 申請人:婁底市農業機械管理局