温度控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种温度控制器，包括中央处理单元以及均与其连接的温度采集电路、输出电压采集电路、通讯电路；该温度控制器还包括与所述温度采集电路连接的冷端补偿电路，与所述输出电压采集电路连接的加热棒；所述通讯电路与外部PC端连接；该温度控制器还包括与所述冷端补偿电路连接的温度传感器。本实用新型专利技术可兼容不同型号热电偶传感器，可实时温度采集，且实现了高采样率。且实现了高采样率。且实现了高采样率。

【技术实现步骤摘要】
温度控制器


[0001]本技术涉及电子设计领域，尤其涉及一种温度控制器。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，不论是半导体行业，还是新材料、新能源行业。对材料的要求越来越高，针对某些材料在不同温度下呈现不同物理、电学性能的情况下，对测试环境的温度要求越来越高，不仅仅是控温的稳定性、准确性和可控制范围都有很高的要求，同时对控制器的可操作性也有很高的要求。
[0003]目前市场上的同类产品大都存在热电偶电压信号过小、常温下存在电势差的缺陷。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题在于提供一种温度控制器。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]提供一种温度控制器，包括中央处理单元以及均与其连接的温度采集电路、输出电压采集电路、通讯电路；该温度控制器还包括与所述温度采集电路连接的冷端补偿电路，与所述输出电压采集电路连接的加热棒；所述通讯电路与外部PC端连接；
[0007]该温度控制器还包括与所述冷端补偿电路连接的温度传感器。
[0008]接上述技术方案，所述温度采集电路采集经由冷端补偿电路补偿后的温度传感器产生的信号，所述输出电压采集电路采集所述加热棒两端的电压。
[0009]接上述技术方案，所述输出电压采集电路包括依次连接的数模转换电路、MOS管驱动信号放大电路、电流控制电路和采样电路，所述数模转换电路与所述中央处理单元连接，将所述中央处理单元输出的信号经过数模转换后形成模拟信号，该模拟信号经过所述MOS管驱动信号放大电路进行两级放大后形成负反馈，作为MOS管驱动信号，所述采样电路包括MOS管源极电流采样电路和加热棒两端的电压采样电路。
[0010]接上述技术方案，所述温度采集电路包括输入信号放大电路、差分信号转换电路和采集电路，所述输入信号放大电路通过档位调节芯片将采集的温度传感信号进行放大，所述差分信号转换电路将所述输入信号放大电路输出的放大信号转换成差分信号，所述采集电路采集差分信号后发送给所述中央处理单元。
[0011]接上述技术方案，所述冷端补偿电路包括输入信号线性放大电路、电压跟随电路和信号放大电路，所述输入信号线性放大电路对温度传感器的电压信号进行线性放大，所述电压跟随电路将经过线性放大后的电压信号进行补偿形成电压跟随信号，并将其作为基准信号附加到温度传感器的电压信号上，所述信号放大电路将输入信号和基准信号相加后进行放大。
[0012]接上述技术方案，所述温度传感器为热电偶。
[0013]本技术产生的有益效果是：本技术通过冷端补偿电路可以消除电势差，
通过信号采集放大电路使电压信号放大易于采集，解决了热电偶电压信号过小、常温下存在电势差的缺陷。
[0014]进一步地，本技术温度采集电路前置一个档位切换电路，对整个温度段进行多个档位切换，针对不同档位内的电压信号进行不同倍数的放大，此方法能完美的解决在同一情况下信号电压超过采样范围的情况。
附图说明
[0015]下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
[0016]图1为本技术的系统硬件结构框图；
[0017]图2为本技术实施例的输出电压采集电路；
[0018]图3本技术实施例的E型热电偶温度传感器的温度采集电路；
[0019]图4本技术实施例的冷端补偿电路。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施例所限制，相反，提供这些实施例是为了更透彻地理解本技术，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0021]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、操作和/的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、操作和/的存在或添加。
[0022]参见图1，其为本技术实施例的硬件结构框图，包含了通讯电路7、温度采集电路2、中央处理单元0、输出电压采集电路1、加热棒5、冷端补偿电路4、温度传感器6。
[0023]所述通讯电路、温度采集电路和输出电压采集电路均由中央处理单元进行协调分配，而冷端补偿电路主要针对温度传感器的型号进行对应修正误差。通讯电路主要发送温度数据给PC端，温度采集电路采集温度传感器产生的信号经由冷端补偿电路补偿后的信号，输出电压采集电路主要针对加热棒两端电压和MOS管控制电压信号。
[0024]中央处理器的输入端分别与两块24位AD采集芯片、档位调节芯片和数模转换芯片连接，并且档位调节芯片与冷端温度补偿电路电性连接，所述冷端温度补偿与温度采集热电偶连接，所述中央处理器与10个HCPL062N光耦连接使温度采集电路、输出电压采集电路和MCU进行隔离处理。本技术实施例中采用热电偶作为温度传感器。采用热电偶采集目标温度，将目标温度与设定温度对比，当目标温度高于设定温度时PID开始介入控制加热电压，慢慢调节输出电压，使温度逐步趋近与设定温度并稳定在设定温度。在这个过程中加热棒是一直处于工作状态，不会像开关加热以开关来控制温度，在这个过程中同样需要对加热端的输出电压进行精确控制，以便能快速稳定目标温度。具体控制系统见系统结构附图。
[0025]优选的，2块24位AD采集芯片分别采集输出电压、电流采样电阻电压和热电偶电压，分别由各自独立的电源模块进行供电，互相不会受到干扰。
[0026]优选的，数模转换芯片输入端与HCPL062N光耦连接，输出端则2级放大电路与电压跟随电路连接保证输入到AD采集芯片端的电压稳定且有效。
[0027]优选的，档位调节芯片增益调节端与HCPL062N连接，输入端则和冷端补偿电路电性连接，输出端进过全输入\输出差分放大器后形成差分信号输入到AD采集芯片。
[0028]本技术由于采用24位AD采集芯片使得采集到的温度分辨率很高，使得读取出来的温度更准确可靠。在PID控制加热这一块来说，相对于常用的PWM调控加热，本技术采用的具有负反馈的控制电路可以使得加热控制精度提高的mv级别且保证了输出的安全性，加热不会失控，DAC8562数模转换电路将控制信号转换成模拟信号来调节功率输出，使得功率调节更细腻，大小电流切换电路既保证了升温速度快同时也保证的控温稳定性高，同样采用24位AD芯片，保证采样精度高。根据本技术电路设计来看，相对于普通控温电路，本技术能够快速控温、控温稳定性高、控温精度高，能够保证在0.05度以内。
[0029]通过两路独立的AD采集电路分别采集热电偶电压和输出电压、电流采样电阻电压，根据热电偶电压调整输出电压，同时针对宽温度电压信号采集采用电压档位自动调节来控制采集到的的热电偶电压不会超过采集芯片电压采集量程，而电流采样电阻电压信号则是用来精确调整输出电压，使输出电压细分度更高。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度控制器，其特征在于，包括中央处理单元以及均与其连接的温度采集电路、输出电压采集电路、通讯电路；该温度控制器还包括与所述温度采集电路连接的冷端补偿电路，与所述输出电压采集电路连接的加热棒；所述通讯电路与外部PC端连接；该温度控制器还包括与所述冷端补偿电路连接的温度传感器。2.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征在于，所述温度采集电路采集经由冷端补偿电路补偿后的温度传感器产生的信号，所述输出电压采集电路采集所述加热棒两端的电压。3.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征在于，所述输出电压采集电路包括依次连接的数模转换电路、MOS管驱动信号放大电路、电流控制电路和采样电路，所述数模转换电路与所述中央处理单元连接，将所述中央处理单元输出的信号经过数模转换后形成模拟信号，该模拟信号经过所述MOS管驱动信号放大电路进行两级放大后形成负反馈，作为MOS管驱动信号，所述采样电路包括MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：王愿兵，童浩，王振玉，李小平，李俊昊，蔡自彪，孙兆雷，
申请(专利权)人：武汉光谷薄膜技术有限公司，
类型：新型
国别省市：