專利名稱：一種溫控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度自動控制裝置。
背景技術(shù)：
溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，不同場所、不同工藝、所需 溫度范圍不同、精度不同，所采用的測溫元件、測溫方法以及對溫度的控 制方法都將不同。產(chǎn)品工藝不同、控制溫度的精度不同、時效不同，則對 數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制算法也不同?？梢哉f，對溫度的測控方法是 多種多樣的?，F(xiàn)有的溫度測控系統(tǒng)，采用的技術(shù)方案各種各樣，其存在的 不足之處在于，總存在一些缺憾，或是測溫方案不理想，或是控溫方案不 理想，有的只能測量溫度，顯示溫度，并不能對處于所需溫度范圍外的溫
度進(jìn)行適當(dāng)控制，需要人為干預(yù)，不方便也不經(jīng)濟(jì)；有的溫控系統(tǒng)，關(guān)于 溫度的測量做的不夠，或是測量精度不高，或是對溫度的實(shí)時檢測不夠， 或是只能對特定溫度范圍進(jìn)行控制，不能做到根據(jù)需要自由改變溫度控制 范圍等，存在技術(shù)缺憾。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型其目的就在于提供一種溫控儀，具有功能強(qiáng)、成本低、元 件少、精度高、可靠性好、穩(wěn)定性高、抗干擾性強(qiáng)、執(zhí)行速度塊、簡單易 行、使用范圍廣的特點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括溫度采集電路、A/D轉(zhuǎn)換、執(zhí) 行部件、CPU,所述的CPU采用89c51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。 附圖為本裝置電原理結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例，如圖所示，包括溫度采集電路、A/D轉(zhuǎn)換、執(zhí)行部件、CPU，所述的CPU采用89c51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。
所述的溫度采集電路中的溫度傳感器采用集成溫度傳感器AD5卯。 所述的溫度采集電路中的放大器采用低失調(diào)電壓運(yùn)放OP07。 原理本裝置采用89C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，因89C51在片內(nèi)含4KB 的EEPROM，不需外擴(kuò)展存儲器，可使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡單；利用89C51 串行口輸出工作方式，使89C51的利用率大大提高，外部電路得以簡化； 89C51可直接對鍵盤進(jìn)行掃描讀數(shù)，可直接用串/并轉(zhuǎn)換模塊74LS164驅(qū)動 LED顯示溫度值；因其利用率高，負(fù)載重，后向電路只需加一塊同向驅(qū)動 器即可正常工作；在串行傳輸數(shù)據(jù)時，頻率可達(dá)到lMHz，對溫度的顯示 完全達(dá)到測控精度要求。
用單片機(jī)對溫度進(jìn)行實(shí)時檢測和控制，以解決工業(yè)及日常生活中的實(shí) 時自動溫控問題；用十進(jìn)制數(shù)碼管實(shí)時顯示溫度，方便人工監(jiān)視；用鍵盤 輸入溫度控制范圍值，便于在不同應(yīng)用場所設(shè)置不同溫度范圍值。當(dāng)實(shí)際 溫度值不在該范圍時，系統(tǒng)能自動驅(qū)動相關(guān)設(shè)備，進(jìn)行加溫或降溫操作， 以保持設(shè)定的溫度基本不變，達(dá)到自動控制的目的。系統(tǒng)的溫度最小區(qū)分 度為rc。在環(huán)境溫度變化時，溫度控制的靜態(tài)誤差小于等于0.5'C。
系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)、撥碼開關(guān)、顯示器、溫度采集電路、執(zhí)行部 件等構(gòu)成。
89c51為系統(tǒng)的控制中心，溫度采集單元實(shí)時采集環(huán)境溫度，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn) 換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息送人單片機(jī)中，由單片機(jī)控制實(shí)時送人數(shù)碼顯示管顯 示溫度，同時，把此溫度與事先設(shè)定好的溫度范圍進(jìn)行比較，如此溫度在 設(shè)定范圍，則無動作，如高于溫度范圍就驅(qū)動降溫設(shè)備，低于溫度范圍驅(qū) 動加溫設(shè)備，即控制執(zhí)行部件做出相應(yīng)動作，并經(jīng)一定時間間隔后重新檢 測溫度。
系統(tǒng)各組成部分的元器件選擇-1、溫度采集器件選擇
采用集成溫度傳感器AD590，其具有較高的精度和重復(fù)性，不需輔助電源，線性好，使用方便，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量，便于微機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程測控。
AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫傳感器，可以顯 示正負(fù)溫度數(shù)值，只需要一個直流電壓源(4V 30V)，功率的需求比較低 (1.5Mw， 5V)。其輸出是高阻抗(710MQ)電流，因而長線上的電阻對 器件工作影響不大。
AD590是己作過校正的，共有I、 J、 K、 L、 M五擋，M擋精度最高。
K擋精度居中，測溫精度為o.3'c，測溫重復(fù)性優(yōu)于o.rc,經(jīng)非線性補(bǔ)償， 精度可達(dá)士o.rc。
2、 放大器件選擇
微機(jī)測控系統(tǒng)中用到的放大器件品種繁多，功能各異，在此選用低失 調(diào)電壓運(yùn)放OP07。因信號采集電路輸出的電壓較小， 一般為幾百毫伏， 故對失調(diào)電壓要求較嚴(yán)，為保證精度，采用該高精度運(yùn)放。也可考慮用單 片集成測量放大器AD522，其是精密器件，性能指標(biāo)較好。
低失調(diào)運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓溫漂和輸入失調(diào)電流溫漂都很小，輸入失 調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流也很小，因而這類運(yùn)放精度較高。OP07采用超高 工藝和齊納微調(diào)技術(shù)，使其溫漂很小，廣泛用于精密加法、檢波、微弱信 號精密放大。其要求雙電源供電，使用溫度范圍0 70°C。 一般不需調(diào)零， 如要調(diào)零，可采用調(diào)零電位器調(diào)整，阻值可選200KQ。使用時先將輸入端 接地，進(jìn)行調(diào)零，調(diào)零后，接一輸入電壓，調(diào)節(jié)反饋精密可調(diào)電阻，使輸 出為輸入的50倍，即得增益為50。
3、 ADC的選擇及其與CPU的接口電路
現(xiàn)階段生產(chǎn)的ADC具有模塊化、與微機(jī)總線兼容等特點(diǎn)，在選擇ADC 芯片時，除需要滿足用戶的各種技術(shù)要求外，還須注意l)數(shù)字輸出的方 式；2)對啟動信號的要求；3)轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換時間；4)穩(wěn)定性及抗干擾 性。
逐次逼近式ADC具有較高的轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換程序固定和精度高的特 點(diǎn)，適用于快速自動檢測系統(tǒng)與多回路的快速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 一般是轉(zhuǎn)換速度小于lms的場合。
日常生活中溫度變化范圍不會太大，本系統(tǒng)要求最小溫度分辨率為1 °C，假使溫度變化范圍為100°C，整個系統(tǒng)的溫度采集點(diǎn)應(yīng)為100X2=200 個，8位轉(zhuǎn)換器分辨率為1/256，完全滿足轉(zhuǎn)換精度要求，故本系統(tǒng)采用8 位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809，其為雙列直插式封裝，28只管腳。
CPU與ADC的輸入輸出接口電路采用8212，它是典型的通用1/0接 口。輸入信號Usr來自采樣保持電路的輸出，先由CPU輸出一條指令控制 啟動，而轉(zhuǎn)換總是需要一定時間才能完成，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC給出一個 DONE/BUSY的狀態(tài)信息。
4、 1/0設(shè)備
單片機(jī)是通過I/0 口線與外部電路連接的，I/O 口即可作輸入口又可作 輸出口，即可工作在串行方式下，又可以并行方式工作。常用的i/o擴(kuò)展 芯片有8155、 8212、 8255、鍵盤/顯示接口 8279等。本系統(tǒng)利用8951串 行口輸出工作方式，可直接驅(qū)動數(shù)碼管、發(fā)光二極管，直接掃描鍵盤，充 分利用資源，簡化系統(tǒng)電路。
5、 控制執(zhí)行器件
用鍵盤輸入溫度控制范圍值，此處選用10線撥碼開關(guān)，其簡單易行， 方便直觀，而陣列式鍵盤或撥碼盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不靈活。 用共陽極數(shù)碼管LED實(shí)時顯示溫度值。
系統(tǒng)中，用各種發(fā)光二極管表示調(diào)溫設(shè)備，比如電暖氣、電爐、風(fēng)扇、 冷氣等，其中紅燈亮表示需要驅(qū)動加熱設(shè)備、綠燈亮表示需要驅(qū)動降溫設(shè) 備、黃燈表示處于正常范圍，在實(shí)際使用中，需進(jìn)行相應(yīng)的替換，并根據(jù) 實(shí)際使用的設(shè)備，添加必要的放大器件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)。
本裝置控制系統(tǒng)CPU采用89C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因而具有功能 強(qiáng)、成本低、元件少、精度高、可靠性好、穩(wěn)定性高、抗干擾性強(qiáng)、執(zhí)行 速度塊、簡單易行、使用范圍廣的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種溫控儀，包括溫度采集電路、A/D轉(zhuǎn)換、執(zhí)行部件、CPU，其特征在于，所述的CPU采用89c51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控儀，其特征在于，所述的溫度采集 電路中的溫度傳感器采用集成溫度傳感器AD590。
3. 根據(jù)權(quán)利耍求1所述的一種溫控儀，其特征在于，所述的溫度采集 電路中的放大器采用低失調(diào)電壓運(yùn)放OP07。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫控儀，包括溫度采集電路、A/D轉(zhuǎn)換、執(zhí)行部件、CPU，所述的CPU采用89c51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。從而解決了系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，性價比高，測量精度高的問題。具有功能強(qiáng)、成本低、元件少、精度高、可靠性好、穩(wěn)定性高、抗干擾性強(qiáng)、執(zhí)行速度快、簡單易行、使用范圍廣的特點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油、養(yǎng)殖、醫(yī)療、科學(xué)試驗(yàn)等對溫度有一定要求的場所及日常生活。
文檔編號G05D23/19GK201163370SQ200720311188
公開日2008年12月10日 申請日期2007年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月30日
發(fā)明者李曉妮 申請人:九江學(xué)院