[其他]带单片计算机的温度程序控制仪

说明书

本发明属于温度测量控制仪表。

在已有的技术中，温度测量控制仪表采用了模拟、数字电路和计算机组成，来自热电偶或热电阻的电信号经过放大和模拟——数字变换器（A／D）后送入计算机，计算机经过运算再送出数字式的控制量，该量经过数字－模拟变换器（D／A）后成为标准的控制信号输出。

上述模拟——数字变换器一般由十位或十二位A／D转换芯片组成，也可以经过电压——频率转换器转换成一路数字电信号后再经过光电隔离后送入计算机，数字——模拟变换器一般由八位或更多位的D／A转换芯片组成，也可由计算机送出一路脉宽调制信号经光电隔离后输出。

已有技术的缺点在于使用的计算机及其接口电路复杂，成本高。

本发明的目的是使用单片计算机进行温度数据采集、计算和控制，使用专门的接口芯片接收来自电压——频率转换器的信号和输出一路脉宽调制信号，这样简化了仪表的电路，使成本降低，提高了可靠性。

本发明的技术解决方法如下，参看图1，被测对象的温度经过热电阻成为电信号A送入仪表的前置放大电路〔1〕，经放大后的信号送入电压——频率变换器〔2〕，该变换器将反映温度高低的模拟电压转换为频率不同的脉冲信号，经过一路变压器隔离电路〔3〕送入输入接口电路〔4〕，它的输出再送入单片计算机〔5〕，计算机经过运算求出所测温度值送显示器〔7〕显示，然后根据使用者通过键盘〔6〕设置的（PID），即按偏差的比例、积分、微分控制参数进行运算，求出控制量，此控制量经过输出接口〔4〕送出一种周期固定、脉宽随控制量大小而变化的脉冲信号，该信号经过一路光电隔离电路〔9〕后送进脉宽——模拟变换器〔10〕，最后输出0～10mA的控制电流信号C。光电隔离电路〔8〕送出各种特征信号T。

本发明所取得的效果与现有技术相比较，输入、输出模拟电路、接口电路和计算机电路都简化了，从而使仪表的成本降低，可靠性提高。

图1为整机电路方框图。

图2为前置放大电路图。

图3为电压——频率变换器的电路图。

图4为计算机和接口电路图。

图5为脉宽——模拟变换器的电路图。

本发明的具体实施例如下，参看图2，它是前置放大〔1〕的电路图。T₅为稳压二极管，使E点有一恒定电位，F点为运算放大器F007的输入端，电位为虚地，因此流过R₉的电流为一恒流源，F007和T₄构成负反馈，减小G点电位的变化，T₂，T₃与T₁均为镜象电流源，T₆，T₇是为了消除T₁、T₂、T₃基级电位随温度变化而引起的变化，R_t为热电阻，Ro的阻值是热电阻R_t在0℃时的大小，上述电路的设计使得流过R_t的电流是相当稳定的，它的电压数值便可反映出被测对象的温度值，集成放大器7650和F007C组成两级前置放大器，R₁₅，C₁₁构成低通滤波器，R₁₄和W₂构成负反馈电路，整个放大器的温度漂移是很小的。

图3是一个电压——频率转换器（V／F）和变压器隔离电路，电压——频率转换器（V／F）的型号为DL8105，它的输入是由图2前置放大器送过来的与温度成比例的电压信号，它的输出送到变压器隔离电路〔3〕，图2和图3所示的电路制作在一块印刷板上，安装在一个屏蔽罩内。