[实用新型]一种孵化室温控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种孵化室温控系统。

背景技术

孵化室用于为禽蛋提供一个良好的恒温环境，以利于禽蛋的正常孵化，因此，孵化室对温度的要求非常严格和敏感，现有的孵化室的温控系统一般采用无反馈的前向控制模式，控制精度低。另外，这些控制场合也缺乏必要的人性化的设施如显示模块，因此，有必要设计一种新型的孵化室温控系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种孵化室温控系统，该孵化室温控系统易于实施，控制精度高，灵活性好。

实用新型的技术解决方案如下：

一种孵化室温控系统，包括给定调节电路、减法器、模拟PI控制器、PWM驱动器、加热器和温度传感器；

减法器、模拟PI控制器、PWM驱动器和加热器依次连接；给定调节电路的输出端和温度传感器的输出端分别接减法器的两个输入端；温度传感器的输出电压为V1，给定调节电路的输出电压为V2；

给定调节电路包括串接的电阻R0和电位器Rx，且电阻R0的一端接电源正端VCC，电位器Rx的一端接地；电阻R0和电位器Rx的连接端为给定调节电路的输出端；

所述的孵化室温控系统还包括LED显示器和2转换通道的A/D转换器，A/D转换器的2个转换通道的输入端分别接给定调节电路的输出端和温度传感器的输出端，A/D转换器的输出端接LED显示器；

所述的加热器为电阻发热丝或陶瓷加热器。

所述的减法器的结构为：温度传感器的输出端经电阻R1接运算放大器的反相输入端，运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间跨接有电阻R2；

给定调节电路的输出端经电阻R3接运算放大器的同相输入端，运算放大器的同相输入端还经电阻R4接地；

电阻R1、R2、R3和R4的阻值相等，电源正端VCC的电压值为5V。

PWM驱动器包括PWM脉冲形成模块和继电器控制模块，加热器采用直流电或交流电供电，继电器的常开开关串接在加热器的供电回路中，继电器线圈的通电受控于PWM脉冲形成模块输出的PWM脉冲。

有益效果：

本实用新型的孵化室温控系统采用闭环负反馈的PI控制构架实现了孵化室的温度控制，且控制精度高。本实用新型采用的常用的器件，易于实施，成本低，相比现有的无反馈的温度控制，其控制效果更好，而且温度可调，灵活性好。

另外，A/D转换器采集给定和反馈的数值，并在LED显示器上显示出来，直观性好。

附图说明

图1是孵化室温控系统的总体电路框图；

图2为减法器的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1-2所示，一种孵化室温控系统，包括给定调节电路、减法器、模拟PI控制器、PWM驱动器、加热器和温度传感器；

减法器、模拟PI控制器、PWM驱动器和加热器依次连接；给定调节电路的输出端和温度传感器的输出端分别接减法器的两个输入端；温度传感器的输出电压为V1，给定调节电路的输出电压为V2；

给定调节电路包括串接的电阻R0和电位器Rx，且电阻R0的一端接电源正端VCC，电位器Rx的一端接地；电阻R0和电位器Rx的连接端为给定调节电路的输出端；

所述的孵化室温控系统还包括LED显示器和2转换通道的A/D转换器，A/D转换器的2个转换通道的输入端分别接给定调节电路的输出端和温度传感器的输出端，A/D转换器的输出端接LED显示器；

所述的加热器为电阻发热丝或陶瓷加热器。

所述的减法器的结构为：温度传感器的输出端经电阻R1接运算放大器的反相输入端，运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间跨接有电阻R2；

给定调节电路的输出端经电阻R3接运算放大器的同相输入端，运算放大器的同相输入端还经电阻R4接地；

电阻R1、R2、R3和R4的阻值相等，电源正端VCC的电压值为5V。

PWM驱动器的一种具体方式如下：

PWM驱动器包括PWM脉冲形成模块和继电器控制模块，加热器采用直流电或交流电供电，继电器的常开开关串接在加热器的供电回路中，继电器线圈的通电受控于PWM脉冲形成模块输出的PWM脉冲：PWM脉冲当前处于高电平时，继电器线圈通电，继电器的常开开关动作，否则，PWM脉冲当前处于低电平时，继电器线圈断电，继电器的常开开关复位到断开状态。

PWM脉冲形成模块用于根据接收的占空比数值形成PWM脉冲。

工作过程说明：

电位器本质上是可调电阻，通过调整电位器能设定不同的温度给定值，温度传感器(如热电偶)用于检测孵化室的当前温度，从而作为反馈信号，减法器执行U0＝V2-V1的功能，U0为运算放大器的输出端电压。PI控制器采用运放实现，为现有成熟技术，PI控制器输出信号为占空比信号u，由PWM驱动器(现有成熟技术)根据占空比u形成PWM脉冲控制加热器工作，最终实现了温度的闭环控制，控制精度高。