[发明专利]一种表面温度信号快速发生装置

权利要求书

1.一种表面温度信号快速发生装置，其特征在于：设有包括半导体制冷器、换热器、红外传感器、液晶、上位机和控制电路，半导体制冷器作为温度信号发生元件，系由通有可改变电流方向的直流电的P-N结构成，具有冷、热两个端面；换热器作为半导体制冷器的散热器件，包括水、气两路交换系统，水、气两路交换系统中分别设有电磁阀和泵，电磁阀和泵与控制电路输出的控制信号相连接；红外温度传感器设置在半导体制冷器上方，采集半导体制冷器的表面温度，液晶实时显示半导体制冷器的表面温度；控制电路中含有电源电路、调理电路、桥路及调压电路和控制芯片，红外传感器将采集的半导体制冷器表面温度输入至设有包括模数转换、放大、滤波的调理电路，调理电路将数字信号输出至控制芯片，控制芯片设有串口与上位机连接，向上位机实时发送温度数据，上位机根据温度的变化发送指令到控制芯片，控制芯片根据上位机的指令发送控制信号控制换热器水、气两路交换系统中相应的电磁阀和泵的开启或关闭，以调节半导体制冷器与换热器的整体热容量；控制芯片还根据上位机的指令发送控制信号给调压电路，调压电路输出连接在半导体制冷器电源极性两端，用于调节半导体制冷器两端电压，以调节半导体制冷器的升、降温速率；控制芯片输出还还根据上位机的指令发送控制信号给桥路，桥路输出对半导体制冷器进行制热、制冷和关闭三种工作模式的切换，通过PID算法，产生包括正弦波、方波、三角波、锯齿波在内的函数波形表面温度信号。

2.根据权利要求1所述表面温度信号快速发生装置，其特征在于：桥路设有9个场效应管、4个二极管、4个电阻和1个电解电容，第一场效应管的栅极作为半导体电压极性改变的输入端与控制芯片的一个输入输出口相连，第一场效应管的漏极与第一电阻的一端相连，第一电阻另一端与+5V电压相连，第一场效应管的源极接地；第二场效应管的栅极与第一场效应管的漏极相连，第二场效应管的漏极与第三电阻的一端相连，第三电阻另一端与电解电容的正极以及+16V电压相连，电解电容负极接地，第二场效应管的源极接地；第三场效应管的栅极作为半导体电压关闭的输入端与控制芯片的另一个输入输出口相连，第三场效应管的源极接地；第四场效应管的栅极与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与+5V电压相连，第四场效应管的漏极与半导体制冷器TEC的负端相连，第四场效应管的源极与第三场效应管的漏极相连；第五场效应管的栅极与第四电阻的一端相连，第四电阻另一端与+16V电压以及电解电容的正极相连，第五场效应管的源极与半导体制冷器TEC的负端相连；第六场效应管的栅极与第二场效应管的漏极相连，第六场效应管的漏极与第五场效应管的漏极相连，第六场效应管的源极与半导体制冷器TEC的正端相连；第七场效应管的栅极与第一场效应管的漏极相连，第七场效应管的漏极与半导体制冷器TEC的正端相连，第七场效应管的源极与第三场效应管的漏极相连；第八场效应管的栅极与第四场效应管的栅极相连，第八场效应管的漏极与第五场效应管的栅极相连，第八场效应管的源极接地；第九场效应管的栅极与第一场效应管的漏极相连，第九场效应管的漏极与第八场效应管的栅极相连，第九场效应管的源极接地；4个二极管中，第一、第二两个二极管串联，第一2极管负端与第五及第六场效应管的漏极连接，第二2极管正端与第四及第七场效应管的源极连接，第一、第二两个二极管之间与半导体制冷器TEC的正端相连；第三、第四两个二极管串联，第三2极管负端与第五及第六场效应管的漏极连接，第四2极管正端与第四及第七场效应管的源极连接，第三、第四两个二极管之间与半导体制冷器TEC的负端相连；

调压电路设有两级运放、五个电阻、两个电容及一个三极管，由单片机产生不同占空比的PWM INPUT信号与第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端与第八电阻的一端以及第一电容的一端相连，第一电容另一端接地，第八电阻的另一端与第一级运放的正输入端相连，第一级运放的输出信号送至第二级运放的正输入端，第一级运放的输出信号还与第六电阻一端相连，第六电阻另一端连接第五电阻一端，第五电阻另一端接地，第六电阻与第五电阻之间连接在第一级运放的负输入端，第一级运放的正电源端连接+12V电压且连接第二电容后接地；第一级运放的负电源端接地；第二级运放的输出端连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接三极管基极，三极管集电极接+12V电压，三极管发射极与第一级运放的负输入端以及桥路中第一、第三两个二极管的负端连接。