本发明专利技术公开了一种高温超导焊接温度同步测量控制器，是一种采用单片计算机进行温度测量与控制的智能控制器，可同时测量三个温度传感器数据，并能根据前两路数据进行同步加热控制。本发明专利技术包括硬件电子线路与单片计算机软件程序两部分。电子线路包括1mA高精度恒流源、多路复用电路、差分电压信号放大、16位A/D转换、单片计算机及外围电路、RS232通讯电路、声音报警电路、控制信号输出电路、键盘输入与双排数码管显示电路、电源等构成。软件程序主要由各个设备的驱动程序、A/D输入数据拟合计算、带比例死区与积分分离的增量式PID控制算法、毫秒级定时控制程序等组成。本发明专利技术结构小巧，成本低廉，读数可靠，控制稳定，用途较广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量控制器领域，具体是一种高温超导焊接温度同步测量控制器。
技术介绍
现在市场上有很多电阻式温度传感器的测量显示仪器，部分也可以根据预设温度进行一定范围内的温度上下限通断控制或PID调节，但一般都是对单路温度进行测量控制，尚无对多路温度进行测量并能同步控制加热源的类似仪表。现有仪表难以满足部分过程需要同步升温的应用需求，比如在高温超导电流引线超导叠真空钎焊时，需要对焊接模具底板和侧板加热器同时控制，使其温度在所用焊料熔点前同步，然后同时升高至焊接温度，保温预定时间后停止加热。鉴于目前市场上产品的现状，特研发此项产品，满足特殊应用的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高温超导焊接温度同步测量控制器，能够输出两路加热器控制信号，同步控制其中两路温度数据至预先设定值的测量控制仪表，测量控制精度较高，适用范围广，不易损坏。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：包括：三路电阻型温度传感器，其分别作为温度测量元件，每路电阻型温度传感器分别各自配置有恒流源，由恒流源分别向各自对应的电阻型温度传感器提供激励电流；多路复用电路，其由至少具有三路输入通道的复用芯片构成，三路电阻型温度传感器分别通过各自两端一一对应接入多路复用电路三路输入通道，由多路复用电路对各个电阻型温度传感器输出的差分电压信号进行复用；差分放大电路，其输入端与多路复用电路输出端连接，由差分放大电路对多路复用电路输出的复用后的差分电压信号进行差分放大；A/D模数转换电路，其输入端与差分放大电路输出端连接，由A/D模数转换电路对差分放大电路输出的信号进行A/D转换；单片机计算机系统，其由单片机和作为单片机外围电路的串口通讯电路、存储器、锁存器、键盘电路、显示电路、报警电路构成，其中单片机通过自身信号输入口与A/D模数转换电路输出端连接，由单片机接收A/D模数转换电路输出的数字信号，并由单片机对数字信号处理后向外部控制电路和保护电路分别输出控制信号、保护信号；单片机的外围电路中，串口通讯电路连接上位计算机和单片机，由串口通讯电路将单片机的数据传输至上位计算机，锁存器将单片机输出的信号进行锁存，显示电路对单片机输出的信号进行显示，键盘电路接收外部用户输入信号并传送至单片机，存储器存储单片机中数据，报警电路在单片机控制下进行报警；单片机内部的软件程序有分别驱动锁存器、存储器、多路复用电路、A/D模数转换电路、串口通讯电路、报警电路、键盘电路、显示电路的驱动程序，以及对A/D模数转换电路输出的数字信号根据温度计类型进行拟合计算的拟合程序，以及响应用户键盘输入的参数菜单设定程序，以及根据设定参数和测量结果进行控制输出运算的控制程序与报警程序，以及驱动外部控制电路的脉冲时间控制程序，以及驱动外部保护电路动作的保护电路控制程序。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：采用三路一一对应接入多路复用电路三路输入通道中的电阻型温度传感器，由三路电阻型温度传感器构成三线制测量法以消除线电阻。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：每路电阻型温度传感器配置的恒流源分别由型号为DH906的恒流源芯片构成，该恒流源芯片具有1mA高精度的对外输出。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：多路复用电路由型号为CD4052的多路复用芯片构成，三路电阻型温度传感器分别通过各自两端一一对应接入多路复用芯片前三路输入通道。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：差分放大电路由型号为OP07的运算放大器构成。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：A/D模数转换电路由型号为ADS8509的模数转换芯片构成，差分放大电路的输出端分别连接模数转换芯片输入端其中0～5V档位。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：单片机计算机系统中，单片机型号为STC89C52RC；串口通讯电路由型号为MAX232CPE的串口通讯芯片构成；存储器由ATMEL93C46型电可擦写存储器构成；锁存器为74HC573N型锁存器；键盘电路由触点式按键阵列构成；显示电路由两排4位8段共阴极数码管电路构成；报警电路为声光报警电路。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：外部控制电路为两路加热器的控制电路，两路加热器的控制电路接收单片机计算机系统发出的控制信号后控制对应的加热器工作或停止；外部保护电路由2个HRS4-S-DC5V继电器电路构成，2个HRS4-S-DC5V继电器电路接收单片机计算机系统发出的保护信号后动作实现整个控制器的保护。所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：所述单片机中的软件程序具有20个选项的参数输入菜单结构，以及同步控制两路加热器的PID控制器。本专利技术的优点：本专利技术提供的温度同步测量控制器，其通过微小恒流源激励外部电阻型温度传感器，通过16位A/D转换器采集入单片计算机进行处理显示温度值，并产生控制信号控制外部加热器，使前两路温度同步变化，最终稳定在预设值。本专利技术结构简单，测量、控制精度较高，显示直观，参数设定快捷，操作方便，能适用于多路电阻型温度传感器的数据测量以及多路加热器的控制，比如真空钎焊炉的同步加热升温等。附图说明图1为本专利技术的硬件电子线路结构示意图；图2为本专利技术的软件程序流程示意图；图3为参数设定菜单循环结构图；图4为高精度可调恒流源电路原理图；图5为多路复用放大电路原理图；图6为单片计算机系统及A/D转换电路原理图；图7为本专利技术应用于高温超导叠真空钎焊温度测量与控制示意图。附图中符号说明：1.可调电位器，2.DH906元件，3.电阻型温度传感器，4.多路差分电压信号输入接口，5.CD4052元件，6.OP07元件，7.经放大后的单端电压输出接口，8.74HC573N元件，9.A/D转换器输入接口，10.ADS8509模数转换元件，11.MAX232CPE串口通讯元件，12.232串口D型头线路连接，13.ATMEL93C46电可擦写外部存储器，14.10K上拉电阻排，15.STC89C52RC单片计算机，16.真空钎焊炉，17.本专利技术仪表，18.电压调功器，19.便携式电脑，20.加热棒，21.高温超导叠焊接模具，22.加热板，23.温度测量信号线，24.220VAC电源线，25.RS232数据线，26.调功器控制信号线。具体实施方式本专利技术中，硬件电子线路设有三组由DH906构建的1mA高精度对外输出恒流源电路，与恒流源连接的电阻式温度传感器两端分别接入由CD4052构建的多路复用电路的前三对输入通道，多路复用电路的输出通道与由OP07构成的差分放大电路输入端相连，差分放大电路输出端接入由ADS8509构建的A/D模数转换电路输入的0～5V档位，A/D模数转换电路数字输出口接入单片计算机引脚，由STC89C52RC型单片计算机和作为其外围电路的ATMEL93C46型电可擦写存储器、74HC573N型锁存器、触点式按键阵列、两组4位8段数码管显示屏及二极管辅助指示灯构成单片计算机系统，由MAX232CPE构成的串口通讯电路与单片计算机系统相连，控制信号、保护信号直接由单片计算机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：包括：三路电阻型温度传感器，其分别作为温度测量元件，每路电阻型温度传感器分别各自配置有恒流源，由恒流源分别向各自对应的电阻型温度传感器提供激励电流；多路复用电路，其由至少具有三路输入通道的复用芯片构成，三路电阻型温度传感器分别通过各自两端一一对应接入多路复用电路三路输入通道，由多路复用电路对各个电阻型温度传感器输出的差分电压信号进行复用；差分放大电路，其输入端与多路复用电路输出端连接，由差分放大电路对多路复用电路输出的复用后的差分电压信号进行差分放大；A/D模数转换电路，其输入端与差分放大电路输出端连接，由A/D模数转换电路对差分放大电路输出的信号进行A/D转换；单片机计算机系统，其由单片机和作为单片机外围电路的串口通讯电路、存储器、锁存器、键盘电路、显示电路、报警电路构成，其中单片机通过自身信号输入口与A/D模数转换电路输出端连接，由单片机接收A/D模数转换电路输出的数字信号，并由单片机对数字信号处理后向外部控制电路和保护电路分别输出控制信号、保护信号；单片机的外围电路中，串口通讯电路连接上位计算机和单片机，由串口通讯电路将单片机的数据传输至上位计算机，锁存器将单片机输出的信号进行锁存，显示电路对单片机输出的信号进行显示，键盘电路接收外部用户输入信号并传送至单片机，存储器存储单片机中数据，报警电路在单片机控制下进行报警；单片机内部的软件程序有分别驱动锁存器、存储器、多路复用电路、A/D模数转换电路、串口通讯电路、报警电路、键盘电路、显示电路的驱动程序，以及对A/D模数转换电路输出的数字信号根据温度计类型进行拟合计算的拟合程序，以及响应用户键盘输入的参数菜单设定程序，以及根据设定参数和测量结果进行控制输出运算的控制程序与报警程序，以及驱动外部控制电路的脉冲时间控制程序，以及驱动外部保护电路动作的保护电路控制程序。...
【技术特征摘要】
1.一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：包括：三路电阻型温度传感器，其分别作为温度测量元件，每路电阻型温度传感器分别各自配置有恒流源，由恒流源分别向各自对应的电阻型温度传感器提供激励电流；多路复用电路，其由至少具有三路输入通道的复用芯片构成，三路电阻型温度传感器分别通过各自两端一一对应接入多路复用电路三路输入通道，由多路复用电路对各个电阻型温度传感器输出的差分电压信号进行复用；差分放大电路，其输入端与多路复用电路输出端连接，由差分放大电路对多路复用电路输出的复用后的差分电压信号进行差分放大；A/D模数转换电路，其输入端与差分放大电路输出端连接，由A/D模数转换电路对差分放大电路输出的信号进行A/D转换；单片机计算机系统，其由单片机和作为单片机外围电路的串口通讯电路、存储器、锁存器、键盘电路、显示电路、报警电路构成，其中单片机通过自身信号输入口与A/D模数转换电路输出端连接，由单片机接收A/D模数转换电路输出的数字信号，并由单片机对数字信号处理后向外部控制电路和保护电路分别输出控制信号、保护信号；单片机的外围电路中，串口通讯电路连接上位计算机和单片机，由串口通讯电路将单片机的数据传输至上位计算机，锁存器将单片机输出的信号进行锁存，显示电路对单片机输出的信号进行显示，键盘电路接收外部用户输入信号并传送至单片机，存储器存储单片机中数据，报警电路在单片机控制下进行报警；单片机内部的软件程序有分别驱动锁存器、存储器、多路复用电路、A/D模数转换电路、串口通讯电路、报警电路、键盘电路、显示电路的驱动程序，以及对A/D模数转换电路输出的数字信号根据温度计类型进行拟合计算的拟合程序，以及响应用户键盘输入的参数菜单设定程序，以及根据设定参数和测量结果进行控制输出运算的控制程序与报警程序，以及驱动外部控制电路的脉冲时间控制程序，以及驱动外部保护电路动作的保护电路控制程序。2.根据权利要求1所述的一种高温超导焊接温度同步测量控制器，其特征在于：采用三路一一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘承连，宋云涛，冯汉升，丁开忠，周挺志，陆坤，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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