一种自校准的温度控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种自校准的温度控制方法和装置。本发明专利技术包括：温度反馈与控制单元，精密温度测量单元、温度校准单元，温度反馈与控制单元包括：与受控发热体连接的负温度系数热敏电阻和模拟反馈控制电路；该温度校准单元包括：CPU，输入端通过总线与所述CPU相连接的数据锁存器电路和与所述温度反馈与控制单元连接的数字电位器，所述数据锁存器电路的输出端通过总线与所述数字电位器连接；所述CPU包括：判断单元，校准参数存储模块和数字电位器连接步长设置模块，该数字电位器连接步长设置模块用于根据历史校准参数数据确定最新的校准参数取值，进而根据预设阻值调整步长值从而调整所述数字电位器阻值；采用该种装置高效可靠、准确性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到温度调节领域，特别是一种可自行调整的温度控制装置及方法。
技术介绍
许多需要进行温度控制场合，普遍采用模拟反馈法式的温度控制方法，如采用NTC(又称为负温度系数热敏电阻)反馈加热体温度值，利用模拟电路负反馈原理形成闭环控制系统。但是这种方法采用一个电阻设置系统最终达到的稳定温度，由于电阻存在长期漂移，系统最终稳定温度也不可避免地存在长期漂移，难以实现系统长期的温度控制精确性，存在较大的技术缺陷；通常仅用在对系统温度控制精度要求不高的场合。 另一种数字式温度控制电路，采用精密电阻和PID(又称为比例积分微分)算法，实时动态的调节系统温度。此方法采用精密的电阻式温度传感器，可避免温度传感器的长期漂移问题。但是，此种控制电路由于是数字式，加热器内的加热电流时常在满功率和零功率之间切换，脉动极大；当该种机构数字式温度控制电路应用于医疗设备上时，会对医疗设备(如血气分析仪)的精密信号测量电路带来极大干扰。另外，由于温度控制系统需要实时运行PID算法，CPU负荷较大，带来的干扰问题也比较突出。此种方式难以解决固有的干扰问题。此外，一旦CPU死机的，加热电流可能一直处于最大值，有较大的安全隐患。要解决此问题又需要添加一系列保护电路，系统设计复杂且成本很高。因此,此种方式有诸多弊端难以克服。综上所述，传统的温度控制技术存在诸多缺陷。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术的目的即在于提供一种高效可靠、准确性高的自动校准的温度控制装置。本专利技术的目的即在于提供一种在上述结构的温度控制装置上采用的温度控制方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的 本专利技术一种自动校准的温度控制装置，其主要包括 与受控发热体连接、控制其工作状态的温度反馈与控制单元，与受控发热体连接、测量其稳定温度的精密温度测量单元，连接在所述精密温度测量单元和所述温度反馈与控制单元之间的温度校准单元，该温度校准单元自所述精密温度测量单元处获得温度，对温度漂移进行动态校正，并将校正结果输入温度控制与反馈单元； 其中，所述温度反馈与控制单元包括与受控发热体连接的负温度系数热敏电阻和模拟反馈控制电路；通过所述模拟反馈控制电路，控制受控发热体的最终稳定温度达到设定值； 所述该温度校准单元包括与所述精密温度测量单元连接、内部预设有温度范围值和预设阻值调整步长值的CPU，输入端通过总线与所述CPU相连接的数据锁存器电路和与所述温度反馈与控制单元连接的数字电位器，所述数据锁存器电路的输出端通过总线与所述数字电位器(下文称为=DDP)连接； 所述CPU包括用于判断所述精密温度测量电路测量的温度值是否在预设范围内的判断单元，用于存储历史校准参数数据的校准参数存储模块和数字电位器连接步长设置模块，该数字电位器连接步长设置模块用于根据历史校准参数数据确定最新的校准参数取值，进而根据预设阻值调整步长值从而调整所述数字电位器阻值。作为一种改进，所述温度反馈与控制单元包括NTC热敏电阻，精密设置电阻，电压参考电路，1/2分压电路，第一缓冲电路，第二缓冲电路，积分电路，反比例放大电路，电压求和电路，电平映射电路，DC/DC模块电路；其中 所述NTC热敏电阻一端接地，另一端与所述精密设置电阻相连，所述NTC热敏电阻的另一端还与所述第一缓冲电路的同相输入端相连； 所述精密温度设置电阻，一端与NTC电阻相连，同时还与所述第一缓冲电路同相输入端相连，另一端与数字电位器相连； 所述电压参考电路，其输出电压与所述数字电位器相连；同时其输出电压还与所述1/2分压电路的第一电阻相连； 所述1/2分压电路，包含第一电阻、第二电阻和第一运放，所述第一电阻与所述电压参考电路的输出相连接；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻相连接，所述第一电阻的另一端还与所述第一运放的同相端相连接；所述第一运放接成电压跟随器形式，其反相端与输出端相连接；第一运放的输出端与第三运放的同相端相连接，第一运放的输出端还与第四运放的同相端相连接； 所述第一缓冲电路，由第二运放接成的电压跟随器构成； 所述第二缓冲电路，由第一运放接成的电压跟随器构成，第一运放同相输入端与1/2分压电路第一电阻相连接；第一运放反相端与第一运放输出端相连接，运放第一运放输出端与积分器运放第三运放的同相端相连接，运放第一运放输出端还与反比例放大电路运放第四运放的同相端相连接； 所述积分电路，包括第五电阻、第三运放和反馈电容，所述第五电阻一端与所述缓冲输出端相连接，所述第五电阻一端还与所述第三电阻连接，所述第五电阻另一端与所述第三运放的反相输入端连接，所述第五电阻另一端还与所述反馈电容的一端相连接；所述反馈电容一端与所述第三运放的反相端连接，所述反馈电容另一端与运放第三运放所述输出端相连接；所述第三运放的输出与所述电压求和电路的第六电阻相连接；第三运放的同相端与缓冲电路中第一运放的输出端相连接； 所述反比例放大电路，包括第四运放，第三电阻和第四电阻，所述第四运放的同相端与所述第一运放的输出端相连；所述第四运放的反相端与所述第三、第四电阻形成的公共节点相连，所述第三电阻的另一端与所述第二运放的输出相连，所述第三电阻的另一端还与所述第五电阻的一端相连，所述第四电阻的一端与所述第四运放反相端相连，所述第四电阻的一端还与所述第三电阻相连，所述第四电阻的另一端与第四运放的输出相连； 所述电压求和电路，由两个等值的第六、第七电阻构成，所述第六电阻的一端与所述积分器的输出相连，所述第六电阻另一端与所述第七电阻相连，所述第七电阻的一端与所述反比例放大电路的输出，所述第七电阻另一端与所述第六电阻相连。所述第七电阻与所述第六电阻形成的公共节点与所述电平映射电路的输入端相连； 所述电平映射电路，由第一、第二电压跟随器和第八、第九电阻构成，第一电压跟随器的同相端与所述电压求和电路的第六电阻、所述第七电阻形成的公共节点相连，所述第一电压跟随器的反相端与输出相连，所述第一电压跟随器的输出还与所述第八电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端与所述第九电阻形成公共节点，此公共节点与所述第二电压跟随器所述的同相端相连，所述第九电阻的一端接所述第八电阻，所述第九电阻的一端还与所述第二电压跟随器同相端相连，所述第九电 阻的另一端接地； 所述第二电压跟随器的同相端与所述第八电阻相连，所述第二电压跟随器的同相端还与所述第九电阻相连，所述第二电压跟随器的反相端与输出相连，所述第二电压跟随器的输出与第i 电阻的一端相连； 所述DC/DC模块电路，由DC/DC芯片和外围分立元件构成，外围分力元件包括输入电容、boot电容、续流二极管、储能电感、输出滤波电容,第一、第二输出电压设置电阻，所述输入电容一端点与所述DC/DC芯片连接，另一端接地，所述DC/DC芯片与电源相连接。进一步的，所述的精密温度测量单元包括RTD电阻和与其连接的精密温度测量电路，所述RTD电阻两端均与精密温度测量电路相连。作为一种改进，所述的温度校准单元包括数字电位器，CPU电路，数据锁存器电路，其中， 所述数字电位器与精密温度设置电路串联，一端与所述精密设置电阻相连，另一端与电压参考电路的输出相连；所述CPU电路通过数据总线接口与精密温度测量电路相连，所述数据锁存器电路输入端通过总线与C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动校准的温度控制装置，其主要包括 与受控发热体连接、控制其工作状态的温度反馈与控制单元，与受控发热体连接、测量其稳定温度的精密温度测量单元，连接在所述精密温度测量单元和所述温度反馈与控制单元之间的温度校准单元，该温度校准单元自所述精密温度测量单元处获得温度，对温度漂移进行动态校正，并将校正结果输入温度控制与反馈单元；其特征在于， 所述温度反馈与控制单元包括与受控发热体连接的负温度系数热敏电阻和模拟反馈控制电路；通过所述模拟反馈控制电路，控制受控发热体的最终稳定温度达到设定值；所述该温度校准单元包括与所述精密温度测量单元连接、内部预设有温度范围值和预设阻值调整步长值的CPU，输入端通过总线与所述CPU相连接的数据锁存器电路和与所述温度反馈与控制单元连接的数字电位器，所述数据锁存器电路的输出端通过总线与所述数字电位器连接； 所述CPU包括用于判断所述精密温度测量单元测量的温度值是否在预设范围内的判断单元，用于存储历史校准参数数据的校准参数存储模块和数字电位器连接步长设置模块，该数字电位器连接步长设置模块用于根据历史校准参数数据确定最新的校准参数取值，进而根据预设阻值调整步长值从而调整所述数字电位器阻值。2.根据权利要求I所述的自动校准的温度控制装置，其特征在于，所述温度反馈与控制单元包括NTC热敏电阻，精密设置电阻，电压参考电路，1/2分压电路，第一缓冲电路，第二缓冲电路，积分电路，反比例放大电路，电压求和电路，电平映射电路，DC/DC模块电路；其中 所述NTC热敏电阻一端接地，另一端与所述精密设置电阻相连，所述NTC热敏电阻的另一端还与所述第一缓冲电路的同相输入端相连； 所述精密温度设置电阻，一端与NTC电阻相连，同时还与所述第一缓冲电路同相输入端相连，另一端与数字电位器相连； 所述电压参考电路，其输出电压与所述数字电位器相连；同时其输出电压还与所述1/2分压电路的第一电阻相连； 所述1/2分压电路，包含第一电阻、第二电阻和第一运放，所述第一电阻与所述电压参考电路的输出相连接；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻相连接，所述第一电阻的另一端还与所述第一运放的同相端相连接；所述第一运放接成电压跟随器形式，其反相端与输出端相连接；第一运放的输出端与第三运放的同相端相连接，第一运放的输出端还与第四运放的同相端相连接； 所述第一缓冲电路，由第二运放接成的电压跟随器构成； 所述第二缓冲电路，由第一运放接成的电压跟随器构成，第一运放同相输入端与1/2分压电路第一电阻相连接；第一运放反相端与第一运放输出端相连接，运放第一运放输出端与积分器运放第三运放的同相端相连接，运放第一运放输出端还与反比例放大电路运放第四运放的同相端相连接； 所述积分电路，包括第五电阻、第三运放和反馈电容，所述第五电阻一端与所述缓冲输出端相连接，所述第五电阻一端还与所述第三电阻连接，所述第五电阻另一端与所述第三运放的反相输入端连接，所述第五电阻另一端还与所述反馈电容的一端相连接；所述反馈电容一端与所述第三运放的反相端连接，所述反馈电容另一端与运放第三运放所述输出端相连接；所述第三运放的输出与所述电压求和电路的第六电阻相连接；第三运放的同相端与缓冲电路中第一运放的输出端相连接； 所述反比例放大电路，包括第四运放，第三电阻和第四电阻，所述第四运放的同相端与所述第一运放的输出端相连；所述第四运放的反相端与所述第三、第四电阻形成的公共节点相连，所述第三电阻的另一端与所述第二运放的输出相连，所述第三电阻的另一端还与所述第五电阻的一端相连，所述第四电阻的一端与所述第四运放反相端相连，所述第四电阻的一端还与所述第三电阻相连，所述第四电阻的另一端与第四运放的输出相连； 所述电压求和电路，由两个等值的第六、第七电阻构成，所述第六电阻的一端与所述积分器的输出相连，所述第六电阻另一端与所述第七电阻相连，所述第七电阻的一端与所述反比例放大电路的输出，所述第七电阻另一端与所述第六电阻相连； 所述第七电阻与所述第六电阻形成的公共节点与所述电平映射电路的输入端相连；所述电平映射电路，由第一、第二电压跟随器和第八、第九电阻构成，第一电压跟随器的同相端与所述电压求和电路的第六电阻、所述第七电阻形成的公共节点相连，所述第一电压跟随器的反相端与输出相连，所述第一电压跟随器的输出还与所述第八电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端与所述第九电阻形成公共节点，此公共节点与所述第二电压跟随器所述的同相端相连，所述第九电阻的一端接所述第八电阻，所述第九电阻的一端还与所述第二电压跟随器同相端相连，所述第九电阻的另一端接地； 所述第二电压跟随器的同相端与所述第八电阻相连，所述第二电压跟随器的同相端还与所述第九电阻相连，所述第二电压跟随器的反相端与输出相连，所述第二电压跟随器的输出与第i 电阻的一端相连； 所述DC/DC模块电路，由DC/DC芯片和外围分立元件构成，外围分力元件包括输入电容、boot电容、...

【专利技术属性】
技术研发人员：向小飞，赵志翔，柴绍国，
申请(专利权)人：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：