多温区控温装置制造方法及图纸

一种集成电路多温区控温装置，主要由ＰＮ温度传感器、运放器、Ｒ－Ｓ触发器、数码表、固态继电器组成。特点：控温具有精度高和良好重复性、稳定性、传感器可互换并使用普通塑料导线与二次仪表联接，最远测温距离可达２００ｍ，可输出开关量信号和ＢＣＤ码瞬显温度，单只单圈电位器预置温差控温，适合工农业、国防、科研工作中的多温区强振动场所致冷、恒温控制和有线遥测温度。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

Multi zone temperature control device

A multi zone temperature control integrated circuit device, mainly composed of PN temperature sensor, an operational amplifier and R S flip-flop, digital clock, solid state relay. Features: temperature control with high accuracy and good repeatability and stability, and the use of ordinary plastic wire sensor interchangeable with two meter connection, the farthest temperature range of 200m, the output switch signal and transient temperature display BCD code, only single turn potentiometer preset temperature control temperature, suitable for agriculture, national defense, scientific research work in the the temperature region of strong vibration place refrigeration, constant temperature control and temperature telemetry.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到控温系统使用的多温区控温装置。中国专利申请号89203029.1公开一种双感温头控温仪技术，它采用PN温度传感器测量温度，经二次仪表内相应电路处理，可输出瞬显温度和控温开关量。但是，它不能方便完成致冷装置多温区温差控制，没有明确PN温度传感器与二次仪表互换性原理及互换方法、瞬显温度单原的工作点温漂大，不能使用数码表连续显示从负值经冰点到正值温度，上下限双电位器予置温差控温，操作方式复杂，限制该项技术广泛应用。本专利技术目的克服上述问题，提供一种适用多温区强振动场所致冷、恒温控制和有线遥测温度仪表技术。主要技术方案采用两支PN温度传感器测温并经过精确量程基准单元、量程放大单元、予置温度和数字温度瞬显单元，温差控制执行单元，实现多温区温度测量和控制，本专利技术技术特征PN温度传感器〔41〕、〔42〕由精确量程基准单元中〔43〕、〔1〕、〔2〕提供恒压源，经〔30〕、〔31〕与〔42〕、〔41〕分别联接，在联接处形成与温度对应的电位并传输到〔3〕、〔6〕同相输入端，〔3〕、〔6〕输出端分别经〔37〕、〔39〕与〔4〕、〔7〕反相输入端相接，〔4〕、〔7〕同相输入端由〔21〕、〔22〕确定电位，该电位经〔4〕、〔7〕与PN温度传感器在〔3〕、〔6〕同相端形成电位比较，其结果在〔5〕、〔8〕输出端输出，该输出可以代表量程零点mV/℃信号，确定量程零点后，PN温度传感器可在量程内精确输出代表量程线性温标值的mV/℃信号，该信号经量程放大单元中〔4〕、〔7〕放大形成二次mV/℃信号，由〔5〕、〔8〕输出并传输到予置温度和数字瞬显温度单元、温差控制执行单元，传输到予置温度和瞬显温度单元的二次mV/℃信号经〔50〕～〔52〕手动开关选择，可分别在三位半A/D数码表〔18〕上显示瞬显温度、予置上限温度、跟予置上限温度随动温差温度、〔41〕、〔42〕代表的两温区上述三种温度数据，〔18〕具有BCD码三种温度数据输出，传输到温差控制执行单元的二次mV/℃信号同时分别传输到〔14〕、〔15〕和〔16〕、〔17〕的反相和同相输入端，在〔14〕～〔17〕中与予置上限温度、跟予置上限温度随动的温差温度比较后在〔55〕、〔56〕内元件作用下，产生相应控温作用。本专利技术与现有技术相比所具有的主要优点。1、本专利技术提出解决PN温度传感器互换性问题方法，它可以实现低成本制造PN温度传感器，具体电路接线原理见附图，〔22〕固定极与〔43〕阴极相接，〔22〕另一个固定极接公共地，它的滑动触头接到〔4〕同相输入端，PN温度传感器〔41〕阳极同时与〔31〕和〔3〕组成的电压跟随器的同相输入端相接，其输出端经〔37〕连接到〔4〕反相输入端和〔38〕，〔4〕输出端与〔38〕另一极相接后再连接到〔5〕组成的电压跟随器的同相输入端。2、使用数码表〔18〕及相应电路连续显示和控制-50℃～+199.9℃区间温度，可消除专利申请号89203029.1技术中〔51〕元件温漂对工作点影响，具体电路接线原理见附图，〔5〕输出端输出的瞬显示温度信号经单刀三位开关A位置与构成电压跟随器的〔12〕同相输入端相接，〔12〕输出端经〔29〕和〔52〕B位置与〔18〕同相输入端相接，〔29〕另一个固定极和滑动极联接后与〔18〕反相输入端、〔13〕组成的电压跟随器的输出端同时联接，〔13〕的同相输入端与〔23〕滑动极相接。3、专利申请号89203029.1技术予置温差控温必须得调正上、下限两个予置电位器才可实现温差控温，使操作复杂，本专利技术可实现单圈电位器快速予置温差温度，具体原理见附图，〔26〕滑动极经〔35〕同时与〔36〕和〔11〕的反相输入端相接，〔27〕的滑动极同时与〔15〕反相输入端和〔11〕同相输入端相接，〔11〕的输出端同时与〔36〕和〔14〕同相输入端相接。4、本专利技术的予置温度电位器〔23〕～〔27〕均采用单圈线绕线性特性电位器或线性炭膜电位器实现全量程予置温度，现有DDZⅡ或DDZⅢ仪表中予置温度均必须使用多圈电位器，本技术具有快速予置温度和降低仪表制造成本作用。5、见附图电位器〔23〕～〔27〕是单圈线绕线性电位器或线性特性炭膜电位器，在量程-50℃～+199.9℃，可实现予置分辨率≤1℃，精度≤0.5级。6、当温度传感器损坏需要更换温度传感器〔41〕、〔42〕或安装完一块新测控温装置，只需要在正确接线后调正〔21〕或〔22〕在〔18〕上读出和新换上或新安装仪表的传感器感温点相一致温度值，仪表系统即可投入使用。7、PN温度传感器〔41〕、〔42〕与二次仪表之间使用不带屏蔽塑料导线联接，当〔41〕、〔42〕远传距离200M、使用≥0.75mm2铜芯塑料线，量程-50℃～+199.9℃、传感器测温精度≤1级。8、使用单只温度传感器可同时实现瞬显温度和系统温度控制。9、在电位器〔25〕、〔26〕与〔43〕阴极相联接之间分别串接电阻后可实现≤0.3℃温差予置和温差控温。下面结合附图对本专利技术做进一步详述。运放器〔1〕～〔17〕、三位半A/D数码表〔18〕、电位器〔21〕～〔29〕、电阻〔30〕～〔40〕、PN温度传感器〔41〕～〔42〕精密电压基准〔43〕、单刀三位开关〔50〕～〔51〕单刀二位开关〔52〕、温差控制执行单元〔55〕～〔56〕。1、精确量程基准单元本单元主要由精密稳压基准〔43〕，运放〔1〕、〔2〕，电阻〔30〕～〔32〕组成。工作原理从系统+15V电源经电阻〔32〕确定精密稳压基准〔43〕稳压工作电流，使它保证提供热稳定性≤1PPm/℃量程基准电压，该电压同时经运放〔1〕〔2〕组成的两个电压跟随器、限流电阻〔30〕、〔31〕为PN温度传感器提供恒压电源，PN温度传感器在恒压源条件下，通过运放〔3〕、〔6〕的同相端向控温系统提供检测到mV/℃信号。量程基准电压〔43〕直接经电位器〔21〕、〔22〕为量程放大单元提供精确量程基准电压。2、量程放大单元本单元主要由运放〔3〕～〔5〕、〔6〕～〔8〕两组量程放大组成，其作用和原理相同，以其中〔3〕～〔5〕为例说明工作原理。电位器〔22〕提供精确量程基准电压经运放〔4〕同相输入端与运放〔3〕组成的电压跟随器输出的并传输到运放〔4〕反相输入端的PN温度传感器〔42〕形成的电压比较，确定量程零点和输出与测量温度对应的mV/℃信号。电阻〔37〕、〔38〕确定运放〔4〕闭环增益，保证量程零点至量程极限均有固定比例的线性放大。运放〔5〕组成的电压跟随器输出经运放〔4〕放大处理后的二次mV/℃信号。3、予置温度单元和数字瞬显温度单元本单元主要由运放〔9〕～〔13〕，电位器〔23〕～〔29〕，电阻〔33〕～〔36〕组成。工作原理予置温度通过调正与稳压基准〔43〕阴极相接的电位〔23〕～〔27〕滑动触头的电位，可实现从OV到〔43〕稳压值连续变化的电压，该电压通过改变单刀三位开关A、B、C位置，可从〔18〕中分别读出代表瞬时温度值(不受电位器控制)、予置上限温度值、予置温差温度值，其中予置温差值后产生的温差控温作用是通过运放〔9〕、电阻〔33〕、〔34〕组成闭环增益为1的减法运算电路实现，例如假定电位器〔24〕提供代表-10℃的电压信号是300mV该电压信号同时被传输到运放〔9〕同相输入端和运放〔17〕的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多温区控温装置，包括ＰＮ温度传感器［４１］、［４２］、精确量程基准单元，量程放大单元、予置温度和数字瞬显温度单元、温差控制执行单元，其特征：ＰＮ温度传感器［４１］、［４２］由精确量程基准单元中［４３］、［１］、［２］提供恒压源，经［３０］、［３１］与［４２］、［４１］分别联接，在联接处形成与温度对应的电位并传输到［３］、［６］同相输入端，［３］、［６］输出端分别经［３７］、［３９］与［４］、［７］反相输入端相接，［４］、［７］同相输入端由［２１］、［２２］确定电位，该电位经［４］、［７］与ＰＮ温度传感器在［３］、［６］同相端形成电位比较，其结果在［５］、［８］输出端输出，该输出可以代表量程零点ｍｖ／℃信号，确定量程零点后，ＰＮ温度传感器可在量程内精确输出代表量程线性温标值的ｍｖ／℃信号，该信号经量程放大单元中［４］、［７］放大形成二次ｍｖ／℃信号，由［［５］、［８］输出并传输到予置温度和数字瞬显温度单元，温差控制执行单元，传输到予置温度和瞬显温度单元的二次ｍｖ／℃信号经［５０］～［５２］手动开关的选择，可分别在三位半Ａ／Ｄ数码表［１８］上显示瞬显温度、予置上限温度、跟予置上限温度随动温差温度、［４１］、［４２］代表的两温区上述三种温度数据，［１８］具有ＢＣＤ码三种温度数据输出，传输到温差控制执行单元的二次ｍｖ／℃信号同时分别传输到［１４］、［１５］和［１６］、［１７］的反相和同相输入端，在［１４］～［１７］中与予置上限温度、跟予置上限温度随动温差温度比较后在［５５］、［５６］内元件作用下产生相应控温作用。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张佩剑，
申请(专利权)人：张佩剑，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]