专利名称：显示和控制温度的无触点自控仪的制作方法
技术领域：
一种用于显示和控制温度的自控仪。
现有的电子温度自控仪，大都由测温电桥、交流放大器、相敏放大器、控温执行继电器组成。它利用测温电桥中的热敏电阻在不同温度下的电阻值变化所产生的电压信号，通过放大电路控制继电器动作达到控温目的，其缺陷是结构复杂，且只能直接控制1.5千瓦以下负载，超过时要增加接触器。另外，它对电源稳定性要求较高，电压不足时仪器精度下降。特别是继电器触点故障率升高，影响控温的可靠性，所以需要经常维修和保养。
本实用新型的目的是提供一种没有继电器，无触点的温度自控仪，它既能提高带负载能力，又能降低对电源稳定性的要求，并且可以报警。
本实用新型的目的是这样实现的该温度自控仪包含有供电装置、测温传感器、四通道运算放大集成块、温度显示仪、功率放大器、温度自控执行器、发声、发光报警器。其测温传感器主体是三个串联的二极管组。本实用新型是将二极管组在不同温度下的正向电阻值变化所产生的电压降信号输入给四通道运算放大集成块。四通道运算放大集成块的A3运算放大器再输出信号给温度显示仪，使其显示温度。它的A2运算放大器同时输出信号给发光报警器和包含有A4运算放大器的发声报警器，它的A1运算放大器亦同时输出信号给功率放大器，经放大后输入给温度自控执行器，通过双向可控硅直接控制加热装置，实现温度自动调节。
本实用新型利用了运算放大集成块的高输入阻抗特性和二极管的正向电阻值随温度的升高而下降且线性好的特点。它把几个二极管串联起来作为测温元件，并将其电压降信号输入给四通道运算放大集成块，实现测温、控温、报警。因此，结构简单、可靠性高，且体积小，制造成本低，再由于采用大电流双向可控硅直接控制负载，没有继电器、无触点，这样不仅能提高带负载能力，不易出故障，而且能降低对电源稳定性的要求。
本实用新型的解决方案用以下的附图和实施例进行说明。
图1是温度自控仪结构方框图。
图2是温度自控仪电路原理图。
如图1所示，温度自控仪是由供电装置〔10〕，测温传感器〔1〕，A3运算放大器电路〔2〕，A2运算放大器电路〔4〕，A1运算放大器电路〔7〕，温度显示仪〔3〕，功率放大器〔8〕，温度自控执行器〔9〕，发光报警器〔5〕，包含有A4运算放大器的发声报警器〔6〕组成。如图2所示，该温度自控仪包括有一块四通道运算放大集成块，其每一通道分别为运算放大器A1、A2、A3A4，还有由三个硅二极管串联而成的测温元件和大电流双向可控硅RCB、12V三端稳压块7812等。
该装置中，变压器B的输入端线圈L1分别连接电源的火线和地线，输出端线圈L2中间抽头接地线，其两端分别与串联的二极管D5、D6的阳极相连接，构成全波整流电路；电容C2连接在二极管D5、D6的接点与地线之间，12V三端稳压块7812的脚1、脚2分别与电容C2、C1的正极相连，脚3接地线，电容器C2、C1的负极接地线。由变压器B，二极管D5、D6，电容器C1、C2和三端稳压块7812组成供电装置〔10〕，向整个系统提供12V直流工作电压。
由电阻R2、硅二极管组GW、电阻R1串联在工作电压及地线之间。其输出端连接在A1运算放大器的反相输入端和A2、A3运算放大器的同相输入端，稳压二极管D1跨接在电阻R2与硅二极管组GW的接点处与地线之间。由电阻R1、R2、稳压二极管D1和二极管组GW组成测温传感器〔1〕。
电阻R7、电位器W4、电阻R8串联在工作电压与地线之间，电位器W4可调端连接在A1运算放大器的同相输入端，它们一起构成A1运算放大器电路〔7〕。
A1运算放大器的输出端连接功率放大器〔8〕的三极管BG的基极，电阻R9和二极管D3串联在三极管BG发射极与地线之间。二极管的阴极接地。与三极管BG、电阻R9一起构成功率放大器〔8〕，其输出信号控制双向可控硅RCB的导通与关断，双向可控硅RCB的控制极与三极管BG的集电极连接，其另外两端直接控制加热装置。由双向可控硅RCB和加热装置组成温度自控执行器〔9〕。通过调节电位器W4，可以调整温度自控执行器〔9〕控制温度的高低。
电阻R5、电位器W3、电阻R6串联在工作电压与地线之间，电位器W3的可调端连接在A2运算放大器的反相输入端，组成A2运算放大器电路〔4〕。
A2运算放大器的输出端与发光报警器〔5〕的电阻R10、发声报警器〔6〕中的二极管D7阳极连结在一起，电阻R10和发光二极管D4串联在A2运算放大器的输出端与地线之间，发光二极管D4的阴极接地，构成发光报警器〔5〕，由电阻R11、R12组成的分压电路，连接在二极管D7与地线之间，A4运算放大器的同相输入端连接在电阻R11、R12的接点上，反相输入端通过电容C3接地，电阻R13和R14的一端接在A4运算放大器的输出端上，另一端分别与A4运算放大器的同相输入端，反相输入端相接，压电陶瓷片FA跨接在A4运算放大器的输出端与地线之间，由二极管D7、电阻R11、R12、R13、R14、电容C3、A4运算放大器，压电陶瓷片FA组成发声报警器〔6〕，通过调节电位W3，可以调整报警温度的高低。
电阻R3、电位器W1、电阻R4串联在工作电压及地线之间，电位器W1与电阻R4的接点与可调端一起连接在电位器W2的一端上，电位器W2的另一端与可调端一起连接在A3运算放大器反相输入端上，它们共同组成A3运算放大器电路〔2〕。
A3运算放大器的输出端与温度显示仪〔3〕的正极连接，其反相输入端与温度显示仪〔3〕的负极连接，通过调节电位器W1，可以调整温度显示仪〔3〕的起始值；通过调节电位器W2，可以调整温度显示仪〔3〕的满刻度值。
本实用新型的工作过程是这样的供电装置〔10〕向整个系统提供12V直流工作电压，由测温传感器〔1〕输出的温度检测信号同时分别输送给四通道运算放大集成块A1、A2、A3的输入端。
在A3运算放大器电路〔2〕中，检测信号与来自电位器W2的参考电压比较，其差值经过A3运算放大器后，在温度显示仪〔3〕上显示。
在A1运算放大器电路〔7〕中，当被控温度低于控制温度，即检测信号低于来自电位器W4的参考电压时，其差值经A1运算放大器后输出高电位，使三极管BG导通。双向可控硅RCB闭合，启动加热装置进行加热；当被控温度等于或高于控制温度，即检测信号等于或高于参考电压时，A1运算放大器输出低电位，三极管BG截止，双向可控硅RCB断开，加热装置停止工作，从而达到控制温度的目的。
在A2运算放大器电路〔4〕中，当被控温度低于控制温度，即检测信号低于来自电位器W3的参考电压时，其差值经A2运算放大器后输出低电位，发光报警器〔5〕和发声报警器〔6〕不动作；当控温装置出故障或其它意外原因引起的实际温度超过控制温度，即检测信号高于参考电压时，A2运算放大器输出高电位，发光二极管D4导通后发光，同时使包含A4运算放大器的发声报警器〔6〕发出声音报警。
权利要求1.一种用于显示和控制温度的自控仪，它包含有供电装置[10]，温度显示仪[3]，功率放大器[8]，发光报警器[5]，四通道运算放大集成块，其特征是还包含有a、由电阻R1、R2，稳压二极管D1和二极管组GW组成的测温传感器[1]，b、由双向可控硅RCB和加热装置组成的温度自控执行器[9]，c、由二极管D7，电阻R11、R12、R13、R14、电容C3、A4运算放大器，压电陶瓷片FA组成的发声报警器[6]。
2.根据权利要求1所述的温度自控仪，其特征是四通道运算放大集成块的A3运算放大器连接温度显示仪〔3〕，A1运算放大器经功率放大器〔8〕连接温度自控执行器〔9〕，A2运算放大器连接发光报警器〔5〕，并连接包含有A4运算放大器的发声报警器〔6〕。
专利摘要一种用于显示和控制温度的无触点自控仪。由供电装置、测温传感器、四通道运算放大集成块、温度显示仪、功率放大器、温度自控执行器、发声、发光报警器组成。该温度自控仪没有继电器。无触点，降低了对电源稳定性的要求。不易出故障，可以提高带负载能力。结构简单，性能可靠、能报警、体积小、成本低。
文档编号G05D23/20GK2074027SQ90215929
公开日1991年3月27日 申请日期1990年9月26日 优先权日1990年9月26日
发明者王任铎 申请人:娄底市农业机械管理局