專(zhuān)利名稱(chēng)：燃油熱水爐溫度自動(dòng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度自動(dòng)控制器，更具體地講是一種燃油熱水爐溫度自動(dòng)控制器。它亦可用于燃?xì)庖约半娂訜釤崴疇t、器。
隨著人們生活水平的提高，機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位公用及家庭民用熱水器逐漸淘汰了燃煤型，而改用燃油、燃?xì)饣螂娂訜岬臒崴鳎?shí)現(xiàn)了水溫的非人工控制，還對(duì)溫度檢測(cè)與控制的精度提出了較高的要求。當(dāng)然這主要是節(jié)能的需要，對(duì)開(kāi)水爐來(lái)講，也是口感和衛(wèi)生的需要?，F(xiàn)有溫度自動(dòng)控制器，從測(cè)溫元器件講，已經(jīng)使用半導(dǎo)體溫度傳感器，其在0℃-150℃范圍內(nèi)的誤差為±0.05℃，測(cè)量精度已經(jīng)很高。而顯示控溫部分與之不相適應(yīng)，使整機(jī)精度降低?，F(xiàn)有精度較高的燃油熱水爐溫度自動(dòng)控制器，主要由溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，以單片微機(jī)為主要元件的程序控制電路、按鈕電路、顯示電路、執(zhí)行電路、直流工作電源及其電連接而成。但它對(duì)由于環(huán)境溫度的變化，以及電源電壓波動(dòng)的影響導(dǎo)致的零點(diǎn)漂移，以及由于傳感器與控制器間較長(zhǎng)連接導(dǎo)線(xiàn)，外界電磁波在此導(dǎo)線(xiàn)上感應(yīng)出的干擾信號(hào)均無(wú)法克服，使得控溫精度僅能達(dá)到±1.5℃，仍不能滿(mǎn)足人們的高控溫精度的要求。
本實(shí)用新型的目的，就是為了克服上述現(xiàn)有燃油熱水爐溫控器技術(shù)的不足，提供一種能消除零點(diǎn)漂移，解決干擾信號(hào)影響的高精度燃油熱水爐溫度自動(dòng)控制器。
本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它由溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、程序控制電路、按鈕電路、顯示電路、執(zhí)行電路、直流工作電源等結(jié)構(gòu)電連接而成，其特征是在溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中的溫度傳感器的兩端增設(shè)輸入信號(hào)控制電路，該電路所用元器件及其電連接是從G的兩端x、y引出兩根導(dǎo)線(xiàn)接至繼電器J1的一對(duì)常開(kāi)點(diǎn)J1-1，該繼電器線(xiàn)圈J1兩端并接二極管D1后，串接于直流工作電源6的正極與驅(qū)動(dòng)器N1的輸出端，驅(qū)動(dòng)器N1的輸入端連接于程序控制電路2中單片微機(jī)U4的一個(gè)輸出端P37。
附


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖，其中1是溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，2是程序控制電路，3是按鈕電路，4是顯示電路，5是執(zhí)行電路，6是直流工作電源，7是輸入信號(hào)控制電路。
圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路1、程序控制電路2、按鈕電路3、輸入信號(hào)控制電路7的4個(gè)結(jié)構(gòu)虛線(xiàn)方框圖及其電原理圖結(jié)合在一起的附圖，圖中1、2、3電路結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)，其中G是半導(dǎo)體溫度傳感器，U1是毫伏變送器模塊，U2是雙積分型模擬數(shù)字量轉(zhuǎn)換器集成塊，U3是高精度穩(wěn)壓源集成塊，U4是單片微機(jī)集成塊，x是晶體振蕩器，這三部分元器件及相互間電連接如圖示，因是現(xiàn)有技術(shù)，不再描述；但按鈕電路3中，只畫(huà)出了按鈕K1與單片微機(jī)U4一端P00之間的元件及電連接，其按鈕K2、K3、K4、K5分別與U4的P01、P02、P03、P04端之間的元件及電連接均與K1和P00相同，故省略未畫(huà)；輸入信號(hào)控制電路7的元器件及其電連接前面已敘述，不再重述。
圖3是顯示電路4的原理圖，圖中U5-U8是4個(gè)串行輸入并行輸出的移位寄存器，U9-U12是4個(gè)八段共陰LED顯示器，U5與U9、U6與U10、U7與U11、U8與U12之間分別連接著R6-R12、R14-R20、R22-R28、R30-R36各七個(gè)電阻，該部分的電連接如圖，因是現(xiàn)有技術(shù)亦不再敘述，其RXD、TXD兩端分別連接于單片微機(jī)U4的P31、P30兩端。
圖4是執(zhí)行電路5的原理圖，圖中M1、M2分別是燃燒機(jī)和油泵的動(dòng)力電機(jī)，N2是反相驅(qū)動(dòng)器，N2的輸入端Z與單片微機(jī)U4的P26端相連，其他元器件及其電連接如圖，因是現(xiàn)有技術(shù)，亦不再敘述。
圖5是直流工作電源6的原理圖，圖中T是交流降壓變壓器，B是橋式整流器，U13、U14均是穩(wěn)壓塊。該電源是常用直流電源，其正極和負(fù)極(符號(hào)+和-)分別連接上述各電路，作為各電路所用直流工作電源。
以下對(duì)本實(shí)用新型的突出特點(diǎn)及溫度控制的電路原理簡(jiǎn)述如下當(dāng)對(duì)本燃油熱水爐溫度自動(dòng)控制器接通電源后，直流工作電源6輸出直流電源，一般調(diào)定該直流電壓為5V。那么本控制器各部分均進(jìn)入工作狀態(tài)，程序控制電路2中的單片微機(jī)U4開(kāi)始正常執(zhí)行內(nèi)部存儲(chǔ)器中的程序。溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路1中的溫度傳感器G將檢測(cè)到的爐內(nèi)水溫，變成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)經(jīng)過(guò)變送器U1放大變換后，成為一個(gè)0-2V之間變化的模擬電信號(hào)，這個(gè)模擬量電信號(hào)送到模擬數(shù)字量轉(zhuǎn)換器U2，一般設(shè)定U2每隔0.2秒對(duì)這個(gè)信號(hào)電壓采樣轉(zhuǎn)換一次，將轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，送到程序控制電路2中的單片微機(jī)U4進(jìn)行處理?？稍O(shè)定單片微機(jī)U4每隔一分鐘從其P37端輸出一個(gè)高電平給輸入信號(hào)控制電路7中的驅(qū)動(dòng)器N1，驅(qū)動(dòng)器N1導(dǎo)通，繼電器J1通電吸合，其常開(kāi)點(diǎn)J1-1形成通路，將傳感器G的輸出信號(hào)短路，導(dǎo)致變送器U1的輸入信號(hào)電壓為零，此時(shí)變送器U1的輸出電壓即是零點(diǎn)漂移電壓。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器U2將此電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到單片微機(jī)U4，U4將漂移量存于其內(nèi)部存儲(chǔ)器中。然后U4還通過(guò)其P37端送出一個(gè)低電平給驅(qū)動(dòng)器N1，因N1不通，繼電器J1斷電，使J1-1常開(kāi)點(diǎn)復(fù)位。傳感器G產(chǎn)生的電信號(hào)輸入變送器U1，此時(shí)U1的輸出電壓即是溫度信號(hào)電壓與零點(diǎn)漂移電壓之和，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器U2將此電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到單片微機(jī)U4,U4將這個(gè)數(shù)字量減去存儲(chǔ)器中已存儲(chǔ)的零點(diǎn)漂移量，作為溫度檢測(cè)值存入其存儲(chǔ)器。這即是消除零點(diǎn)漂移的原理。設(shè)定模擬數(shù)字量轉(zhuǎn)換十次后，單片微機(jī)U4執(zhí)行排序程序?qū)⑦@十個(gè)數(shù)字量(溫度檢測(cè)值)按從大到小的順序排序，然后舍去最大值和最小值，取其它八個(gè)的平均值即為溫度真實(shí)值。即是又消除了電磁波感應(yīng)干擾的原理設(shè)計(jì)。因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)感應(yīng)產(chǎn)生的干擾信號(hào)基本上有兩種一種是大幅度隨機(jī)性的脈沖干擾，通常使電信號(hào)選加上一個(gè)遠(yuǎn)離正常波動(dòng)范圍的脈沖電壓，用去掉最大值和最小值的方法可以排除這種干擾；另一種是周期性干擾，通常使測(cè)量值圍繞真實(shí)值上下波動(dòng)，采用對(duì)所剩八個(gè)數(shù)字量取平均值的方法，可消除此種周期性干擾。用戶(hù)操縱按鈕電路3中的按鈕K1、K2、K3、K4、K5，可設(shè)定控溫上限、下限溫度值(顯示電路4可顯示)，然后分別存入單片微機(jī)U4內(nèi)的存儲(chǔ)器中。在燃油熱水爐運(yùn)行時(shí)，單片微機(jī)U4在上述程序控制下，將測(cè)得的溫度真實(shí)值與設(shè)定的上限和下限溫度值相比較。當(dāng)與下限值相等或小于下限值時(shí)，U4將從其P26端輸出一個(gè)高電平到執(zhí)行電路5的驅(qū)動(dòng)器N2的輸入端Z，驅(qū)動(dòng)器N2導(dǎo)通，繼電器J2、J3通電工作，J3-1、J3-2常開(kāi)點(diǎn)閉合，油泵M2和燃燒機(jī)M1通電，開(kāi)始加熱，爐內(nèi)水溫上升，當(dāng)水溫與上限溫度值相等或稍大于上限值時(shí)，單片微機(jī)U4從其P26端輸出一個(gè)低電平，使執(zhí)行電路5中繼電器釋放，M1和M2斷電而停止加熱。
由于本實(shí)用新型增設(shè)了輸入信號(hào)控制電路，定期檢測(cè)變送器的零點(diǎn)漂移量，并利用微機(jī)程序?qū)囟葯z測(cè)值中去掉零點(diǎn)漂移量，消除了零點(diǎn)漂移，提高了精度，另外還采用了程序?yàn)V波的方法，消除了干擾信號(hào)的影響。經(jīng)測(cè)試，本溫度自動(dòng)控制器的精度可達(dá)±0.4℃。并具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，首先是主要元器件的選擇。溫度傳感器G選用5D509型半導(dǎo)體溫度傳感器，變送器U1選用AD293型毫伏變送器模塊，U2選用MC14433型雙積分型模擬數(shù)字量轉(zhuǎn)換器集成塊，U3選用MC1403型高精度穩(wěn)壓電源集成塊，U4選用8751型單片微機(jī)集成塊，U5-U8選用74LS164型串行輸入并行輸出移位寄存器塊，U9-U12選用LED型八段共陰顯示器，N1和N2選用ULN2003型反相驅(qū)動(dòng)器塊。第二，改變執(zhí)行電路5，即按加熱方式、熱源不同做相應(yīng)更改，如對(duì)電加熱的熱水器，只控制電加熱體的通、斷電即可，因此本實(shí)用新型可應(yīng)用于一切要求精度較高的熱水爐器中。
權(quán)利要求1.一種燃油熱水爐溫度自動(dòng)控制器，它由溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(1)、程序控制電路(2)、按鈕電路(3)、顯示電路(4)、執(zhí)行電路(5)、直流工作電源(6)等結(jié)構(gòu)電連接而成，其特征是在溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(1)的溫度傳感器G的兩端增設(shè)輸入信號(hào)控制電路(7)，該電路所用元器件及其電連接是從G的兩端x、y引出兩根導(dǎo)線(xiàn)接至繼電器J1的一對(duì)常開(kāi)點(diǎn)J1-1，該繼電器線(xiàn)圈J1兩端并接二極管D1后，串接于直流工作電源(6)的正板與驅(qū)動(dòng)器N1的輸出端，驅(qū)動(dòng)器N1的輸入端連接于程序控制電路(2)中的單片微機(jī)U4的一個(gè)輸出端P37。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種燃油熱水爐溫度自動(dòng)控制器,亦可應(yīng)用于燃?xì)?、電加熱熱水爐器。它主要由溫度檢測(cè)及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路1、程序控制電路2、按鈕電路3、顯示電路4、執(zhí)行電路5、直流工作電源6等結(jié)構(gòu)電連接而成,其特征是在溫度檢測(cè)中增設(shè)輸入信號(hào)控制電路7。它有效地消除了零點(diǎn)漂移和干擾影響,具有測(cè)、控溫精度高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24H9/20GK2343544SQ98222490
公開(kāi)日1999年10月13日 申請(qǐng)日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者員廷祥, 員廷芝 申請(qǐng)人:員廷祥