[發明專利]無靜差高精度儀表溫度控制電路

有效

• 申請號: 201110448017.X
• 申請日: 2011-12-18
• 公開（公告）號: CN102566627A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳開陽;崔芳;郭芳;郭林肖
• 申請（專利權）人: 西安航天精密機電研究所
• 主分類號: G05D23/24
• 分類號: G05D23/24
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種儀表溫控電路。

背景技術

現有儀表溫控電路一般采用數字PID控制器。但是，在航空航天等高可靠性領域，需要提高產品的可靠性，數字PID控制器無法滿足要求。

發明內容

為了解決背景技術中儀表溫控電路存在可靠性低的技術問題，本發明提供了一種無靜差高精度儀表溫度控制電路。

本發明的技術解決方案是：

一種無靜差高精度儀表溫度控制電路，其特殊之處在于：

包括依次連接的電橋電路、PID運算電路、自激振蕩電路、比較電路、隔離電路、加熱單元和監控電路，

所述電橋電路的其中一個橋臂為第一熱敏電阻3R5，所述第一熱敏電阻放置在儀表殼體內；

所述PID運算電路包括運算放大器3N2、接在運算放大器反向輸入端且串聯的第一電阻3R8和第二電阻3R9、與第一電阻3R8并聯的第一電容3C5、接在運算放大器正向輸入端的第三電阻3R11、接在運算放大器輸出端和反向輸入端之間且串聯的第二電容3C6和第四電阻3R10、接在運算放大器輸出端且串聯的第一分壓電阻3R12和第二分壓電阻3R13、與第二分壓電阻并聯的第三電容3C7；所述第一電阻3R8的一端作為PID運算電路的輸入端；所述第一分壓電阻3R12和第二分壓電阻3R13的連接點作為PID運算電路的輸出端；

所述自激振蕩電路用于產生比較信號；

所述比較電路用于將PID運算電路輸出信號和比較信號進行比較并生成脈沖調寬信號；

所述隔離電路包括光隔離器3N5，用于隔離脈沖調寬信號；

所述加熱單元包括放大電路和加熱器件，所述加熱器件放置在儀表殼體內；

所述監控單元包括放置在儀表殼體內的第二熱敏電阻3R6以及與第二熱敏電阻相接的外接監控儀表。

本發明的優點是：

1、本發明PID運算電路采用模擬器件，可靠性高于數字PID運算器。

2、本發明采用PID控制，可消除靜差，使得儀表的被控溫度基本不隨環境溫度變化而變化。

3、本發明經過加熱器件對儀表進行加熱，其溫度通過第一熱敏電阻轉化為電信號，形成閉環負反饋控制，最終使得被控儀表達到所要求的高精度。

4、本發明采用第二電阻3R9降低外界對PID運算電路輸入的干擾保持溫控電路的系統穩定。

5、本發明采用第一電阻3R8起微分減速作用，采用第四電阻3R10起積分加速作用；采用第三電阻3R11減小運放3N2輸入偏置電流的影響；采用第三電容3C7祈禱緩沖濾波作用，有效降低外界對PID運算電路輸出的干擾。

6、本發明采用光隔離器3N5隔離，使得電路控制運算部分和功率驅動部分相互隔離，互不干擾。

附圖說明

圖1是本發明的電路結構示意圖。

具體實施方式

無靜差高精度儀表溫度控制電路工作原理見圖1，具體說明如下：

1、第一熱敏電阻3R5將熱信號轉換為變化的電阻阻值。

2、熱信號經過3R1、3R2、3R3、3R4、3R5、3R7、3N1組成的電橋，轉換成電壓信號。

3、電壓信號經過3C5、3R8、3R10、3C6、3R12、3R13、3N2進行微分、積分、比例運算，即PID運算。3C5對輸入信號進行微分處理，3C6對輸入信號進行積分處理；3R12和3R13為輸出分壓電阻；

4、經過運算的信號和3N3自激振蕩出的頻率信號通過3N4進行比較，產生脈沖調寬信號。

5、脈沖調寬信號通過3N5隔離。

6、經過隔離的脈沖調寬信號通過3V3、3V4驅動加熱器件。

7、加熱器件所產生的熱量通過3R5，重復上述1～6過程對被控對象形成閉環負反饋控制。

8、被控對象的實際溫度通過3R6，將熱信號轉換為變化的電阻阻值，進行監測。