一种正温度系数发热元件温度控制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种正温度系数发热阻性元件的阻值有偏差的温度控制电路，包括逻辑控制器、模数转换器和存储器，以及测温点ＶＴ、电阻ＲＢ、电阻ＲＡ和阻性元件。该阻性元件作为测温和加热元件使用，由于制造上的问题，该阻性元件有相当大的偏差，影响了温度控制的精度。本实用新型专利技术的技术方案通过事先设定电阻ＲＢ和ＲＡ阻值的烧录过程，在测温程序中将温控点与实际温度不断比较，由于电路的设计方案的ＲＢ和ＲＡ阻值的选择消除了阻值的偏差，使得该类元件同样能方便地应用在温度控制场合，解决了以往筛选元件的难题，降低了元件制造上的工艺要求，扩大了该类元件的应用范围。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Positive temperature coefficient heating element temperature control circuit

The temperature control circuit of the utility model relates to a positive temperature coefficient of resistance heating element resistance bias, including logic controller, analog-to-digital converter and memory, and the measuring point VT, a resistor RB and a resistor RA and resistive element. The resistor element is used as a temperature measuring and heating element, and because of the manufacturing problem, the resistance element has a considerable deviation, and affects the accuracy of temperature control. The technical scheme of the utility model through the burning process setting resistance RB and RA resistance, in the temperature and actual temperature temperature control program will continue, because the RB circuit design and RA resistance selection to eliminate the resistance of the deviation, the components can also be conveniently used in temperature control applications, to solve the problem of screening devices, reduce the requirement on the manufacturing process of the elements, expand the scope of application of this kind of element.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种正温度系数发热元件温度控制电路，尤其涉及阻值有偏 差的正温度系数发热元件温度控制电路。
技术介绍
具有正温度系数发热元件是用合金材料制造的发热元件，如金属陶瓷发热 体、金属发热丝等等。由于正温度系数发热元件具有正温度系数特性，随着温度的升高其电阻值也 会不断变大，因此发热元件同时又可作为恒温控制电路的测温元件。一般情况下在正温度系数发热元件的制造过程中，其温度系数k是由材料配 比(各种材料占的百分比)决定的，比较容易精确控制，而室温T0 (通常为25 °C)下的正温度系数发热元件的阻值由发热体的形状、尺寸差异决定， 一般不易 控制。如果要精确控制，会提高加工成本或可以通过筛选，则会降低成品率。即 温度系数k可以视为相同，但其在TO下的阻值会有偏差，特别是在不同批次的 产品中，其室温下的阻值偏差很大，假设其偏差率为p，则一般正温度系数发热 元件在TO下的阻值为(l+p) RT0。传统的线性温度控制方法对正温度系数发热 元件在一定温度下的阻值的一致性要求非常高， 一般要求在±1%之内，这样用做 恒温控制电路的测温元件时，需要通过筛选，造成加工的成本较高，如果发热应 用对此点要求能够降低，则可以减少加工成本。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的问题，提供一种温度控制电路，使室温 T0下，其电阻值偏差在±20%内而有同一温度系数的测温元件能够用于同一个恒 温控制电路。本技术的技术方案是这样的一种正温度系数发热元件温度控制电路，至少包含切换器8、 一个正温度系 数发热阻性元件RT 7 、 一个电阻RA 9、 一个开关KA 11和数据处理器13，所 述切换器8的一端与火线L相连，所述切换器8的另一端与测温点VT17相连，所述切换器8的控制端与所述数据处理器13的第三输出端相连，所述电阻RA9 一端连接参考电压Vref 16 ，另一端通过所述开关KA 11与所述阻性元件RT 7 连接于所述测温点VT 17 ，所述测温点VT 17接入所述数据处理器13的一个 输入端，所述开关KAll的控制端连接所述数据处理器13的第一输出端，所述 阻性元件RT 7的另一端与零线N连接并且接地，还至少包括一个电阻RB 10和 一个开关KB 12 ，所述电阻RB 10 —端连接参考电压Vref 16 ，另一端通过所 述开关KB 12与所述阻性元件RT 7连接于测温点VT 17，所述开关KB 12的控 制端与所述数据处理器13的第二输出端连接。所述的正温度系数发热阻性元件RT 7的阻值具有偏差率p。所述切换器8是可控硅。所述数据处理器13包括逻辑控制器1 、模数转换器A 3和存储器6 。可选的，所述数据处理器13 ，包括逻辑控制器1 、模数转换逻辑控制器14 、存储器6 、比较器2 、数模转换器B 4和选择器5 。 所述电阻RA 9的阻值=(1+kXAT) X RTO,这里 K是所述阻性元件RT 7的温度系数；RTO是所述阻性元件RT 7在室温TO下的标准阻值；预设的控制点温度为T1，温度差AT41-T0;并且，所述电阻RB 10的阻值设定在使得电阻RA 9和电阻RB 10的并联 电路的并联电阻的阻值为RTO的阻值。采用上述方案，温度控制电路通过在测温程序中将温控点与实际温度不断比 较，由于电路的设计方案的RB和RA阻值的选择消除了阻值的偏差，使得该类元 件同样能方便地应用在温度控制场合，解决了以往筛选元件的难题，降低了元件 制造上的工艺要求，扩大了该类元件的应用范围。附图说明图l是本技术的电路原理框图图2是本技术的实施例二的电路原理框图图3是本技术的实施例一的电路原理框图具体实施方式实施例一以下结合附图3，详细说明实施例一的实现的方案。在室温T0下，标准正温度系数发热元件的阻值为RTO，温度系数设为k，则 当温度变化AT时，发热元件的阻值变为(1+kAT) RTO;如果发热元件在TO下 的阻值有一定的偏差，设其偏差的系数为P,则其TO下的阻值为(l+p) RTO，当 温度变化AT时，发热元件的阻值变为(l+p) (1+kAT) RTO。1、测量PTC发热元件在室温TO下的阻值与设定的RA、 RB的并联电阻的比 值，并通过模数转换电路测量并将其存储在非易失存储器中，这一步称为烧录。该电路用于设定的RA和RB电阻的并联阻值等于标准正温度系数发热元件在CiM x朋)TO的阻值RTO， RA的阻值等于(1+kAT) RT。， RA〃RB=-= &。。此时比较器2的正输入端的电压W为 -(編d:、+d +氛-^/舰 。。。。。。瓦l<formula>formula see original document page 5</formula>2、当KB断开，RB电阻没有连接到测温电路，则正温度系数发热元件在常温 TO时的阻值与设定的RA的比值可以通过模数转换电路测量出来。此时比较器的 正输入端的电压W为<formula>formula see original document page 5</formula>3、实际应用中，当温度升到设定温度T1时，T1与T0的温差为AT，即温度 变化AT。此时正温度系数发热元件在Tl的阻值为(1+p) (1+kAT) RT0。此时 比较器的正输入端的电压W为<formula>formula see original document page 5</formula>式3由此可以看出，第3式中VT的电压值和第1点VT的值是相同的，即如果希望 控制正温度系数发热元件处于恒温T1下，可以通过事先RA的阻值来确定，而正 温度系数发热元件的阻值的偏差仅影响比较器的比较电压，而不会影响控制的正 温度系数发热元件的恒温点。具体工作过程如下如图3所示，其中l为逻辑控制电路、2为比较器、14为模数转换逻辑控制电路、4为数模转换电路B、 5为选择器、6为存储器；RA9和RB 10电阻是，测 量正温度系数发热元件阻值的参考电阻；V,为测量电路的参考电压；KAll、 KB 12为开关；XD 15为可控硅；RT 7为PTC发热元件；L、 N为交流电的火线和零 线的接线端子，其中N连接电路的参考地。在"烧录"步骤中，2、 14、 4、 5形成模数转换电路，系统的逻辑控制电路 1控制KA、 KB导通去采样VT的值，通过模数转换电路测量并将其存储在存储器 6中。通过工作原理的表述，可以得知此时Tl温度下的正温度系数发热元件与RA电阻比值等于在TO温度下正温度系数发热元件与RA、 RB并联电阻的比值，如果Tl是所需控温的恒温点，那么如果事先将该Vt値存儲在存儲器中，则可以通过数模转换器B 4，将该电压作为比较器2的负输入端，当温度升到目标温度Tl时，通过比较器2可以得到控温结果，而该点的温度控制只跟比值相关，与正温度系数发热元件的具体电阻阻值偏差无关，使电路能够适应在同一温度下电阻偏差较大的正温度系数发热元件。在应用中RB电阻去掉，在室温TO下的VT值为<formula>formula see original document page 6</formula>此时逻辑电路控制选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正温度系数发热元件温度控制电路，至少包含切换器（８）、一个正温度系数发热阻性元件ＲＴ（７）、一个电阻ＲＡ（９）、一个开关ＫＡ（１１）和数据处理器（１３），所述切换器（８）的一端与火线Ｌ相连，所述切换器（８）的另一端与测温点ＶＴ（１７）相连，所述切换器（８）的控制端与所述数据处理器（１３）的第三输出端相连，所述电阻ＲＡ（９）一端连接参考电压Ｖｒｅｆ（１６），另一端通过所述开关ＫＡ（１１）与所述阻性元件ＲＴ（７）连接于所述测温点ＶＴ（１７），所述测温点ＶＴ（１７）接入所述数据处理器（１３）的一个输入端，所述开关ＫＡ（１１）的控制端连接所述数据处理器（１３）的第一输出端，所述阻性元件ＲＴ（７）的另一端与零线Ｎ连接并且接地，其特征在于，还至少包括一个电阻ＲＢ（１０）和一个开关ＫＢ（１２），所述电阻ＲＢ（１０）一端连接参考电压Ｖｒｅｆ（１６），另一端通过所述开关ＫＢ（１２）与所述阻性元件ＲＴ（７）连接于测温点ＶＴ（１７），所述开关ＫＢ（１２）的控制端与所述数据处理器（１３）的第二输出端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，黄德松，卫勇，郑中华，朱文苗，陈书鹏，
申请(专利权)人：百利通电子上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]