[发明专利]一种多输入温度控制器

说明书

技术领域

本发明属于温度控制技术领域，更具体地，涉及一种多输入温度控制器。

背景技术

温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。自18世纪工业革命以来，工业过程离不开温度控制。温度控制广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等。温度控制的精度以及不同控制对象的控制方法选择都起着至关重要的作用。

温度控制器以温度作为被控制量，将采集到的温度与所设定温度值进行比较，构成反馈控制系统从而完成温度控制。随着生产过程中效率的提升、技术要求更加严格，对温度控制器也提出了更严格的要求，比如多通道同时控制、高控制精度、多种温度信号输入方式等。

温度控制器的温度精确采集过程离不开温度传感器，常用的温度传感器主要有四种类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器，不同的温度传感器有不同的测量范围与特点，比如热敏电阻PT100其具有比较好的稳定性、准确性，工作温度范围：-200℃～+650℃；热电偶测量的温度范围广，可以从-200℃～+1800℃，精度高，但灵敏度较低，易受环境干扰型号。

现有温度控制器还普遍存在一些问题，如温度控制范围窄，造成一些特定的场合不能使用；温度控制通道少或温度控制通道多但成本高；温度控制算法单一，不能有针对性地在某些特定工况下选择特定的算法；无独立的用户操作面板，造成使用不便；温度控制精度低，导致所生产的产品质量下降等。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多输入温度控制器，能够有效地适应热敏电阻、热电偶、线性电压等多种输入方式，从而扩大了温度控制器的温度采集范围；同时本发明有独立的操作面板，使用方便；此外，本发明还易于实现多通道采集且成本低廉，控制精度高。

为实现上述目的，本发明提供了一种多输入温度控制器，其特征在于，包括主控模块、通道切换模块、采集模块和温度输出模块；所述主控模块分别连接所述通道切换模块、所述采集模块和所述温度输出模块，所述通道切换模块连接所述采集模块；所述通道切换模块包括多个输入通道，每个输入通道用于连接温度采集器件；所述通道切换模块用于在所述主控模块的控制下逐一选通预定的输入通道；所述采集模块用于采集由选通的输入通道输入的模拟信号，并对其进行滤波和模数转换，将得到的数字信号输出至所述主控模块；所述主控模块用于将数字信号代入预定的控制算法进行计算，得到PWM波并输出至所述温度输出模块；所述温度输出模块用于将PWM波转换成脉冲信号，以驱动加热器件完成加热。

优选地，上述多输入温度控制器还包括与所述主控模块连接的室温检测模块，所述室温检测模块用于检测室温，并将其输出至所述主控模块；在选通的输入通道输入的模拟信号来自热电偶时，所述主控模块在将数字信号代入预定的控制算法进行计算之前，利用所述室温检测模块检测的室温对其进行补偿，以使其真实反映热电偶测得的温度值。

优选地，所述通道切换模块包括多个光耦继电器，每个光耦继电器的输入端构成一个输入通道，所有光耦继电器的第一输出端连接后引出，形成模拟信号输出总线A，所有光耦继电器的第二输出端连接后引出，形成模拟信号输出总线B，总线A和总线B连接所述采集模块的输入端；所有光耦继电器的控制端与所述主控模块连接。

优选地，所述采集模块包括第一恒流源、第二恒流源、第一二极管、第二二极管、第一滤波器、第二滤波器、运算放大器和模数转换装置；所述第一恒流源的输入端接地，输出端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第一滤波器的输入端，所述第一滤波器的输出端连接所述运算放大器的正相输入端；所述第二恒流源的输入端接地，输出端连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第二滤波器的输入端，所述第二滤波器的输出端连接所述运算放大器的反相输入端；所述运算放大器的输出端连接所述模数转换装置的输入端，所述模数转换装置的输出端连接所述主控模块；所述通道切换模块的输出端分别连接所述第一二极管和所述第二二极管的阴极。

优选地，上述多输入温度控制器还包括分别与所述主控模块连接的操作模块和显示模块；所述操作模块用于对所述主控模块输入操作指令，所述显示模块用于实时显示与选通的输入通道连接的温度采集器件采集的温度信息。