一種工業機柜自動溫控電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種工業機柜自動溫控電路，包括測溫單元、放大單元、分壓單元、比較單元、輸出控制單元。整個電路采用硬控和軟控兩種方式達到溫度控制目的。由惠斯通電橋實現測溫，得到電壓信號，經放大電路得到放大后的放大電壓V1。軟件控制方式為放大電壓V1經信號采集處理模塊計算得到實測溫度值，與設定溫度值比較輸出高電平或低電平。硬件控制方式為放大電壓V1與依據設定溫度計算得到的設定電壓Vset1、Vset2進行比較，輸出高電平或低電平，經光耦隔離后控制繼電器輸出，從而啟動制冷或加熱設備；本實用新型專利技術采用硬件和軟件兩種控制方式，提高了自動溫控電路的可靠性、降低了成本，可方便的應用于工業機柜或其它溫控電路中。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種低成本、高可靠性自動溫控電路，特別是涉及一種低成本、高可靠性的工業機柜自動溫控電路。
技術介紹
工業機柜運行環境復雜，低溫可到零下三四十度，而高溫高達五六十度。這要求機柜溫控電路能可靠的調節柜內溫度到常溫范圍。溫控電路設計需考慮的因素很多，如柜壁可使用保溫層，柜內設計良好的氣流循環等。最核心的是溫度電氣控制部分，目前采用的方案成本都很高，應用較廣泛的是采用多個溫控器控制加熱器和制冷器，具有成本高、尺寸大、不方便安裝等缺點
技術實現思路
·本技術的目的在于提供一種新型低成本、高可靠性的工業機柜自動溫控電路，實現低于預設的低溫值時自動啟動加熱，高于預設的高溫值自動啟動制冷，常溫時控制風扇氣流循環。成本低廉、運行可靠。為實現上述目的，本技術所采取的技術方案是一種工業機柜自動溫控電路，其特征在于包括測溫單元、放大單元、分壓單元、比較單元、輸出控制單元；所述測溫單元中惠斯通電橋的兩個橋臂輸出的兩個橋臂電壓經所述放大單元放大得到放大電壓Vl ；所述放大電壓Vl經信號采集處理模塊計算得到一實測溫度值，將實測溫度值與設定溫度值進行比較，分別輸出高電平或低電平的軟件控制電壓Vsoftl、Vsoft2 ；依據設定溫度值計算設定電壓Vsetl、Vset2,由所述比較單元對設定電壓Vsetl、Vset2和放大電壓Vl進行比較，分別輸出高電平或低電平的硬件控制電壓Vout I、Vout2 ；所述軟件控制電壓Vsoftl、Vsoft2和硬件控制電壓Voutl、Vout2可觸發所述輸出控制單元中的繼電器動作，以啟動制冷或加熱設備。所述測溫單元采用惠斯通電橋電路，惠斯通電橋電路由溫度傳感器PTlOO和三個電阻構成，并采用三端可調分流基準源作為電橋的精準電壓源。計算模塊中通過軟件計算得到實測溫度值是依據測量電壓，得到PTlOO的電阻值，再查詢PTlOO分度表得到實測溫度值；將實測溫度與設定溫度比較，由軟件控制輸出有效電平；所述放大單元為具有運算放大器的減法器電路。所述設定電壓Vsetl、Vset2經分壓單元分壓得到，所述分壓單元采用三端可調分流基準源作為精準電壓源并經高精度電阻進行分壓。所述比較單元中包含兩個比較器，第一比較器的輸入為放大電壓Vl和設定電壓Vsetl，第一比較器的輸出為硬件控制電壓Voutl ;第二比較器的輸入為放大電壓Vl和設定電壓Vset2，第二比較器的輸出為硬件控制電壓Vout2。運算放大器構成的比較器中運算放大器設計成正反饋電路。還包含一信號隔離單元，將輸入信號與輸出控制隔離。所述信號隔離單元為光耦隔離。光耦隔離實現輸入信號與輸出控制完全隔離，提供抗干擾能力。所述輸出控制單元中包含繼電器，由繼電器控制實現對采用交流220V供電的設備如加熱器、制冷器、風扇等動作。本技術的有益效果是本技術工業機柜自動溫控電路，由PT100溫度傳感器、惠斯通電橋、精密可調基準電源、運算放大器、光耦、繼電器等構成，電路簡單，成本較低。溫度控制部分采用“雙保險”設計，通過硬件比較和軟件計算兩種方式控制，有效防止 硬件或軟件出錯而影響控制輸出?？伸`活設定所需溫度值，實現低于預設的某低溫值時自動啟動加熱設備，高于預設的某高溫值時自動啟動制冷設備，常溫時控制風扇氣流循環，運行可靠，可方便集成于各個產品設計方案中。附圖說明圖I是本技術的工業機柜自動溫控電路圖；圖2是惠斯通電橋測溫單元和放大單元電路示意圖；圖3是分壓單元和比較單元電路示意圖；圖4是信號隔離及輸出控制單元控制制冷設備示意圖；圖5是信號隔離及輸出控制單元控制加熱設備示意圖；圖6是自動溫控電路工作流程圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術做進一步的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本技術的技術方案，而不能以此來限制本技術的保護范圍。如圖I所示，工業機柜自動溫控電路，包括測溫單元I、放大單元2、分壓單元3、運算放大器構成的比較單元4及輸出控制單元5。比較單元與輸出控制單元5之間可以設置信號隔離，信號隔離可采用光耦隔離，實現輸入信號與輸出控制完全隔離，提供抗干擾能力。輸出控制單元5可由繼電器K1、K2作為控制器件，實現對采用交流220V供電的大功率設備如加熱器、制冷器、風扇等控制。如圖2所示，測溫單元I包含惠斯通電橋，溫度傳感器ΡΤ100、電阻R1、R2、R3、精準穩壓源構成惠斯通電橋，兩個橋臂分別輸出兩個橋臂電壓。其中，使用三端可調分流基準源作為電橋的精準穩壓源。溫度變化時，溫度傳感器PTioo中的鉬電阻阻值隨之變化，對應橋臂電壓也隨之變化。放大單元2中由運算放大器OPAMPl、電阻R4、R5、R6、R7構成減法器，將測溫單元I中電橋輸出的兩個橋臂電壓先做減法運算，然后放大得到放大電壓VI。放大電壓Vl送給信號采集處理模塊進行采集和軟件計算得到實測溫度值，將實測溫度值與設定溫度值進行比較，并輸出軟件控制電壓Vsoftl、Vsoft2為5V或0V。當實測溫度值大于設定溫度值Vsetl時，軟件控制電壓Vsoftl為OV ;當實測溫度值小于設定溫度值Vsetl時，軟件控制電壓Vsoftl為5V。當實測溫度值小于設定溫度值Vset2時，軟件控制電壓Vsoft2為OV ;當實測溫度值大于設定溫度值Vset2時，軟件控制電壓Vsoft2為5V0其中，通過軟件計算得到實測溫度值是依據測量電壓，得到PTlOO的電阻值，再查詢PTlOO分度表得到測量溫度；與設定溫度比較，再由軟件控制輸出有效電平。如圖3所示，分壓單元3包含精準穩壓源和精密電阻R13、R14、R15構成的分壓器，設定電壓Vsetl、Vset2需根據設定溫度對應的電壓值進行設定，并經分壓單元的分壓得到該設定電壓Vsetl、Vset2。比較單元4 中包含運算放大器 0PAMP2、0PAMP3、電阻 R8、R9、RIO、Rll、R16、R17、R18、R19構成的比較器，對輸入的設定電壓Vsetl和放大電壓Vl進行比較，當Vl > Vsetl時，比較器I輸出硬件控制電壓Voutl為OV;當Vl〈 Vsetl時，比較器I輸出硬件控制電壓·Voutl為5V ;對輸入的設定電壓Vset2和放大電壓Vl進行比較，當Vl > Vset2時，比較器2輸出硬件控制電壓Vout2為5V;當Vl〈 Vset2時，比較器2輸出硬件控制電壓Vout2為OV ；如圖4、圖5所示，軟件控制電壓Vsoft 1= OV或硬件控制電壓Vout 1= 0V，則觸發輸出控制單元5中的繼電器Kl動作，啟動制冷設備工作。Vsoft 1= 5V或Vout 1= 5V時，則停止制冷設備工作。軟件控制電壓Vsoft 2= OV或硬件控制電壓Vout 2= 0V，則觸發輸出控制單元5中的繼電器K2動作，啟動加熱設備工作。Vsoft 2= 5V或Vout2= 5V時，則停止加熱設備工作。如圖6所示，自動溫控電路工作過程為由惠斯通電橋組成的PTlOO測溫單元輸出的兩個橋臂電壓經放大單元放大后得到放大電壓Vl ；放大電壓Vl送給信號采集處理模塊計算得到實測溫度值，將實測溫度值與設定溫度值進行比較，并輸出軟件控制電壓Vsoftl、Vsoft2的高低電平；精準穩壓源經分壓單元分壓后得到設定電壓Vsetl、Vset2。其中Vse本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工業機柜自動溫控電路，其特征在于：包括測溫單元、放大單元、分壓單元、比較單元、輸出控制單元；所述測溫單元中惠斯通電橋的兩個橋臂輸出的兩個橋臂電壓經所述放大單元放大得到放大電壓V1；所述放大電壓V1經信號采集處理模塊計算得到一實測溫度值，將實測溫度值與設定溫度值進行比較，分別輸出高電平或低電平的軟件控制電壓Vsoft1、Vsoft2；依據設定溫度值計算設定電壓Vset1、Vset2，由所述比較單元對設定電壓Vset1、Vset2和放大電壓V1進行比較，分別輸出高電平或低電平的硬件控制電壓Vout1、Vout2；所述軟件控制電壓Vsoft1、Vsoft2和硬件控制電壓Vout1、Vout2可觸發所述輸出控制單元中的繼電器動作，以啟動制冷或加熱設備。

【技術特征摘要】
1.一種工業機柜自動溫控電路，其特征在于包括測溫單元、放大單元、分壓單元、t匕較單元、輸出控制單元； 所述測溫單元中惠斯通電橋的兩個橋臂輸出的兩個橋臂電壓經所述放大單元放大得到放大電壓Vl ； 所述放大電壓Vi經信號采集處理模塊計算得到一實測溫度值，將實測溫度值與設定溫度值進行比較，分別輸出高電平或低電平的軟件控制電壓Vsoftl、Vsoft2 ； 依據設定溫度值計算設定電壓Vsetl、Vset2,由所述比較單元對設定電壓Vsetl、Vset2和放大電壓Vl進行比較，分別輸出高電平或低電平的硬件控制電壓Voutl、Vout2 ； 所述軟件控制電壓Vsoftl、Vsoft2和硬件控制電壓Voutl、Vout2可觸發所述輸出控制單元中的繼電器動作，以啟動制冷或加熱設備。2.根據權利要求I所述的一種工業機柜自動溫控電路，其特征在于所述測溫單元采用惠斯通電橋電路，惠斯通電橋電路由溫度傳感器PTlOO和三個電阻構成，并采用三端可調分流基準源作為電橋的精準電壓源。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李志軍，謝奇峰，唐平，陳正潮，張建學，禚莉，
申請(專利權)人：國電南京自動化股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：