專(zhuān)利名稱(chēng)：溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫度控制技術(shù)，尤其涉及一種溫度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，溫度控制器已被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域，數(shù)量日漸上升。近百年來(lái)，溫度控制器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下階段1)模擬、集成機(jī)械式溫度控制器；2)電子式智能溫度控制器。目前，國(guó)際上新型溫度控制器正從模擬式向數(shù)字式、電子式由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。溫度控制器發(fā)展初期是機(jī)械式溫度控制器，這類(lèi)溫度控制器采用雙金屬片或充氣膜盒感測(cè)室內(nèi)溫度，使用波段開(kāi)關(guān)直接調(diào)整風(fēng)速。雙金屬片溫度控制器現(xiàn)基本已淘汰，只使用在一些要求不高的場(chǎng)合；充氣膜盒溫度控制器當(dāng)前較流行，但總體來(lái)講機(jī)械式溫度控制器存在如下不足1)外觀陳舊呆板；2)控溫精度差；3)容易打火(直接切換強(qiáng)電)；4)極易在一個(gè)極小溫差范圍內(nèi)頻繁輸出；5)功能比較單一。有鑒于此，在當(dāng)今電子信息時(shí)代，智能電子溫度控制器已漸成為該行業(yè)發(fā)展的主流產(chǎn)品。目前流行的智能溫控技術(shù)大多采用的V/F轉(zhuǎn)換技術(shù)，其具有成本較低的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)將采樣的模似電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)等頻率信號(hào)，再傳送到單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，來(lái)實(shí)現(xiàn)溫控的目的。雖然現(xiàn)在的復(fù)合V/F轉(zhuǎn)換技術(shù)比較成熟，但也存在一定的不足，主要有以下幾點(diǎn)1)PCB板的制作面積比較大，因?yàn)樗捎玫碾娮由⒓^多，這樣電路也比較復(fù)雜，給維修帶來(lái)一定不方便；2) v/f轉(zhuǎn)換式的方案，一般在工業(yè)中運(yùn)用時(shí)，精度不夠高，原因在于使用的芯片大多采用低端產(chǎn)品；3)需要外接冷端補(bǔ)償，如果不接，或用戶(hù)外接的補(bǔ)償值不精確，系統(tǒng)的輸出偏差就比較大。綜上可知，現(xiàn)有的溫度控制系統(tǒng)，在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種溫度控制系統(tǒng)，其可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，減少電子元件的數(shù)量，大大縮小PCB板的面積，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種溫度控制系統(tǒng)，包括微控制器、溫度傳感電路及控制電路，所述溫度傳感電路和控制電路均連接于所述微控制器，所述溫度傳感電路包括一用于采集環(huán)境溫度的熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)，所述熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器為單片K型熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包括熱電偶信號(hào)放大電路、冷端補(bǔ)償電路、數(shù)字控制電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)還包括一參數(shù)儲(chǔ)存器，所述參數(shù)儲(chǔ)存器連接于所述微控制器。根據(jù)本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)還包括用于設(shè)定溫度數(shù)值的溫度設(shè)定輸入電路和用于顯示溫度數(shù)值的顯示電路。根據(jù)本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)，所述熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器為MAX6675。[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)，所述微控制器為單片機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)，所述參數(shù)儲(chǔ)存器為MC02。根據(jù)本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)，所述溫度設(shè)定輸入電路包括鍵盤(pán)和/或觸摸屏。本實(shí)用新型通過(guò)高集成的電子芯片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的采集，通過(guò)將熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器直接與微控制器連接即可實(shí)現(xiàn)溫度控制，更好的，熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器集成了熱電偶信號(hào)放大電路、冷端補(bǔ)償電路、數(shù)字控制電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此不需要另接冷端補(bǔ)償?shù)入娐?，借此?jiǎn)化系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，減少電子元件的數(shù)量，大大縮小PCB板的面積，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器與微控制器的連接圖；圖4是本實(shí)用新型溫度控制系統(tǒng)一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度控制的流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，溫度控制系統(tǒng)100包括微控制器10以及連接于該微控制器10的溫度傳感電路20、溫度設(shè)定輸入電路30、控制電路40、顯示電路50和參數(shù)儲(chǔ)存器60，其中微控制器10優(yōu)選采用單片機(jī)，溫度傳感電路20包括一熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21，用于采集環(huán)境的溫度，微控制器10可以讀取該熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21采集的溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。溫度設(shè)定輸入電路30主要用于設(shè)定溫度數(shù)據(jù)范圍，其包括鍵盤(pán)和/或觸摸屏，微控制器 10通過(guò)對(duì)讀取的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)與設(shè)定的溫度范圍比較，若實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)，則繼續(xù)檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度，否則微控制器10通過(guò)控制電路40控制溫度輸出，直至檢測(cè)溫度調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)，更好的，顯示電路50可顯示當(dāng)前檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度，同時(shí)，參數(shù)儲(chǔ)存器60可以在掉電時(shí)保留系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，借此可參數(shù)的掉電保護(hù)。實(shí)際應(yīng)用中，熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21為單片K型熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其優(yōu)選采用具有高穩(wěn)定性的集成電子芯片max6675，該芯片具有冷端補(bǔ)償、線(xiàn)性校正和熱電偶斷線(xiàn)檢測(cè)功能，其溫度分辨率為0. 250C，冷端補(bǔ)償范圍為-20 +80°C，工作電壓為3. 0 5. 5V，且還具有IkV的抗靜電擊穿性能，因此具有更好的控制精確度。熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，該熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21包括熱數(shù)字控制電路211、冷端補(bǔ)償電路212、熱電偶信號(hào)放大電路213和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器214，且T+和T-輸入端分別為K型熱電偶的正極和負(fù)極，檢測(cè)溫度時(shí)即通過(guò)T+和T-產(chǎn)生熱電勢(shì)，且該熱電勢(shì)經(jīng)過(guò)熱電偶信號(hào)放大電路213進(jìn)行放大，并且通過(guò)冷端補(bǔ)償電路212的冷補(bǔ)償后被送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換器214的輸入端，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器214將當(dāng)前溫度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，且微控制器10可以通過(guò)SPI串口讀取該數(shù)字信號(hào)。再結(jié)合圖3，SCK為串行時(shí)鐘輸入端，SO為串行數(shù)據(jù)輸出端，CS為片選端，當(dāng)CS 為高電平時(shí)，SO端將按SCK時(shí)鐘進(jìn)行串行數(shù)據(jù)輸出，同時(shí)微控制器10按SCK時(shí)鐘從SO端讀取相關(guān)溫度數(shù)據(jù)。圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖，該實(shí)施例中本實(shí)用新型僅示出了與現(xiàn)有技術(shù)區(qū)別部分，其中，熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21為max6675，其電源引腳VCC和地端之間連接有一大小為0. IuF的電容C4，通過(guò)該電容C4可降低電源噪聲對(duì)系統(tǒng)控制的影響；參數(shù)存儲(chǔ)器60為MC02，其具有接口方便、體積小、數(shù)據(jù)掉電不丟失等優(yōu)點(diǎn)；pi是一接口芯片，微控制器10和熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21的連接如圖3所示，在此不再贅述，茲將其它連接部分加以說(shuō)明。MCU(微控制器10)通過(guò)輸出線(xiàn)與控制電路40連接，控制電路40中包括控制器Ul 和繼電器開(kāi)關(guān)K1，繼電器開(kāi)關(guān)Kl與接口芯片Pl連接?？刂破鱑l為光偶合控制器，其接收 MCU的控制數(shù)據(jù)進(jìn)而控制繼電器開(kāi)關(guān)Kl的吸合。另一方面，繼電器開(kāi)關(guān)Kl連接功率電路 (即系統(tǒng)的發(fā)熱或制冷電路，圖中未示)，借此，MCU可通過(guò)控制器Ul控制開(kāi)關(guān)Kl的吸合方向及吸合時(shí)間，進(jìn)而控制功率電路達(dá)到溫度控制的效果。本實(shí)用新型的溫度控制系統(tǒng)100在鋁塑包裝機(jī)實(shí)際運(yùn)用中，實(shí)現(xiàn)了比較好的溫度控制效果，其控制溫度偏差在l°c左右，完全能達(dá)到工業(yè)運(yùn)用的要求。另外，本實(shí)用新型可以運(yùn)用在非快速溫度變化速率的控制對(duì)象中，比如可以應(yīng)用于工業(yè)熱水器、工業(yè)加熱爐、包裝機(jī)、空調(diào)、冰箱等電器設(shè)備中作為衡溫控制器使用。本實(shí)用新型一實(shí)施例的具體工作流程如圖5所示，該流程可通過(guò)前述實(shí)施例的溫度控制系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn)，需要說(shuō)明的是，在系統(tǒng)開(kāi)始檢測(cè)前，已通過(guò)溫度設(shè)定輸入電路30預(yù)設(shè)了一溫度數(shù)據(jù)或溫度范圍。步驟S501，工作開(kāi)始，溫度控制系統(tǒng)100初始化，微控制器10讀取系統(tǒng)變量的初值。步驟S502，熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器21 (圖4所示的667 通過(guò)T+和T-端檢測(cè)環(huán)境溫度，并通過(guò)其內(nèi)部的信號(hào)放大、冷端補(bǔ)償后通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器214轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。步驟S503，微控制器10 (圖4所示的MCU)通過(guò)SPI串口(圖4所示的串行時(shí)鐘輸入端SCK、串行數(shù)據(jù)輸出端SO和片選端⑶)直接讀取轉(zhuǎn)化后的溫度數(shù)據(jù)，并將該溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的溫度數(shù)據(jù)范圍進(jìn)行比較，若檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)，則返回步驟S501， 否則進(jìn)入步驟S504。步驟S504，微控制器10處理溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)比溫度差值以PI、PD或PID運(yùn)算方式計(jì)算需要控制的輸出量。步驟S505，設(shè)定參數(shù)，根據(jù)計(jì)算的控制輸出量，MCU通過(guò)輸出線(xiàn)輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，如圖4所示，控制器Ul通過(guò)該信號(hào)對(duì)繼電器開(kāi)關(guān)Kl進(jìn)行控制，進(jìn)而控制功率電路的發(fā)熱或制冷參數(shù)，借此達(dá)到溫度控制的效果。綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)高集成的電子芯片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的采集，通過(guò)將熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器直接與微控制器連接即可實(shí)現(xiàn)溫度控制，更好的，熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器集成了熱電偶信號(hào)放大電路、冷端補(bǔ)償電路、數(shù)字控制電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此不需要另接冷端補(bǔ)償?shù)入娐?，借此?jiǎn)化系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，減少電子元件的數(shù)量，大大縮小PCB板的面積，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種溫度控制系統(tǒng)，包括微控制器、溫度傳感電路及控制電路，所述溫度傳感電路和控制電路均連接于所述微控制器，其特征在于，所述溫度傳感電路包括一用于采集環(huán)境溫度的熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器為單片K 型熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包括熱電偶信號(hào)放大電路、冷端補(bǔ)償電路、數(shù)字控制電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度控制系統(tǒng)還包括一參數(shù)儲(chǔ)存器，所述參數(shù)儲(chǔ)存器連接于所述微控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度控制系統(tǒng)包括用于設(shè)定溫度數(shù)值的溫度設(shè)定輸入電路和用于顯示溫度數(shù)值的顯示電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器為 MA)(6675。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器為單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)儲(chǔ)存器為MC02。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度設(shè)定輸入電路包括鍵盤(pán)和/或觸摸屏。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫度控制系統(tǒng)，包括微控制器、溫度傳感電路及控制電路，所述溫度傳感電路和控制電路均連接于所述微控制器，所述溫度傳感電路包括一用于采集環(huán)境溫度的熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器。更好的，溫度控制系統(tǒng)還包括設(shè)定溫度數(shù)值的溫度設(shè)定輸入電路和用于顯示溫度數(shù)值的顯示電路，所述熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器為MAX6675。借此，本實(shí)用新型可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，減少電子元件的數(shù)量，大大縮小PCB板的面積，系統(tǒng)也更加穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G05D23/22GK201936207SQ20112002484
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者夏夕明 申請(qǐng)人:成都錦華藥業(yè)有限責(zé)任公司