[实用新型]一种电子式温度控制仪

说明书

本实用新型涉及一种电子式温度控制仪。

温度控制仪是用于控制温度量的自动化仪表。它将温度传感器输入的被控对象的温度电信号，经放大处理后与温度设定值进行比较，并按一定的调节规律运算处理后，输出控制信号，再经放大驱动，使被控对象的温度量控制在设定温度附近。七十年代全国统一设计推出XCT系列动圈式温度控制仪，八十年代初，大部分仪表制造厂又推出了采用集成运算放大器的T系列电子温度控制仪(如TDA、TDW、TESD、TESA等温度控制仪)。虽然T系列电子温度控制仪的精度略低于前者，但其成本比前者低，结构简单，可靠性优于前者，因而XCT系列大部分被T系列电子温度控制仪所取代。

T系列电子温度控制仪的输入信号放大器和温度控制调节器采用集成运放，但其电源部分仍采用分立元件构成的一组简易串联式稳压器和几组稳压管参数稳压器。由于简易串联式稳压器和稳压管参数稳压器的动态电阻大，电压调整率低，功耗、温漂都较大，因而使T系列仪表存在以下缺陷：

(1)仪表电源部分自耗较大，表内温升较高，使仪表长期工作温漂误差较大。

(2)电源电压波动较大时，会影响仪表正常工作和控制精度。

(3)对于开关控制型容易出现继电器动作连跳，从而影响仪表及交流接触器的寿命。

有些厂家为了提高T系列温控仪的性能，将其电源改用三端集成稳压器，由于电源组数较多，使成本增加，且功耗并不能明显降低。

本实用新型的目的是提供一种功耗小、结构简单、性能良好、成本低廉的由测量电路、信号放大电路、温度指示器、温度设定电路、温度调节器和输出电路、稳压电源构成的电子式温度控制仪。

本实用新型的技术方案是：整个电子式温度控制仪包括测量电路、信号放大电路、温度给定电路、温度调节器、输出电路、温度指示器、整流滤波电路，其特征是还设有由运放为主构成的串联式稳压器和由地电平跟随器获得正负双电源。整流滤波电路的输出端接到串联式稳压器的输入端，串联式稳压器的两输出端的中点连接到地电平跟随器的输入端，地电平跟随器的输出端作为电源地端，串联式稳压器的两个输出端分别是电源的正输出端和负输出端，电源的正、负、地输出端分别连接到测量电路、信号放大电路、温度给定电路、温度调节器、输出电路、温度指示器等环节的正、负电源端及信号地端。

温度传感器(如热电偶、热电阻等)输出的mV(或电阻等)信号经测量电路(由断偶保护、输入滤波、冷端补偿或电阻/电压转换构成)连接到信号放大电路的输入端，信号放大电路将输入信号放大成伏级电信号，信号放大电路的输出端同时连接到温度指示器和温度调节器的信号输入端。温度指示器由温度指示电路和指针式表头组成。温度指示电路将伏级电压信号经过幅值调整后连接到指针式温度表的输入端，由指针式温度表指示出温度值。温度调节器将来自信号放大电路的电压与来自温度设定电路的设定电压进行比较、放大和调节运算，输出温度控制信号，此信号由温度调节器的输出端连接到输出电路的输入端，此信号经过输出电路隔离放大后由仪表的控制输出端输出，可直接控制温度或输送到下级执行器输入端，由执行器输出控制温度。

现有电子温度控制仪的信号放大电路和温度调节器几乎都采用廉价的741型通用集成运放，由于这些运放的抗电源电压波动抑制能力较差，所以仪表稳压器是决定仪表性能的关键部分之一。本实用新型利用单组直流电压经由运放为主构成的串联式稳压器输出电压调整率和负载调整率都极高的稳定电压，再由地电平跟随器将单电源变成正负双电源V_CC和V_EE供给仪表的各部分电路，从而保证仪表的精度和控制性能均优于现有的T系列电子温度控制仪表。由于本实用新型整流滤波后的直流电压V_DD恰好等于输出电路中继电器的供电电压，而由稳压电源V_CC和V_EE提供的整机工作电流很小，加之由运放为主构成的串联式稳压器的设计使其自耗也很小，所以使得整机功耗大为降低，只有T系列温控仪的1/3。同时，本实用新型只需采用一块通用而价廉的集成四运算放大器(如LM324)即可胜任，加之电路简单，结构简化，因而使得成本低廉。综上所述，本实用新型具有如下显著效果：

1、保证仪表精度的工作电源电压范围从85％～110％额定电压拓宽到75％～110％额定电压。

2、仪表功耗降低2倍，电源变压器功率从3W降到1W，仪表的平均温升降低5℃左右。

3、仪表测量精度和控制性能及抗干扰能力均优于现有T系列温控仪。