本技術(shù)涉及工業(yè)自動化儀表,特別是涉及一種恒溫差電橋自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、在工業(yè)自動化儀表領(lǐng)域經(jīng)常將溫度傳感器連接成電橋形式進(jìn)行各種參數(shù)的測量,如溫度檢測系統(tǒng)、中央風(fēng)控系統(tǒng)、恒溫差熱式質(zhì)量流量計(jì)等。常規(guī)的電橋僅僅是對電橋上面的參數(shù)進(jìn)行被動接受,不會對電橋進(jìn)行控制,而有時(shí)候我們希望可以控制電橋上的溫度傳感器的阻值保持恒定的溫差信號,因此,有必要設(shè)計(jì)一種恒溫差電橋自動控制系統(tǒng)。
2、但是,現(xiàn)有的恒溫差電橋自動控制系統(tǒng)采用數(shù)字芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),其響應(yīng)時(shí)間慢、成本高且操作復(fù)雜;同時(shí),基于現(xiàn)有的數(shù)字芯片設(shè)計(jì),功能受限于數(shù)字芯片,如一般不存在對電橋的過流保護(hù)功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本實(shí)用新型的目的在于提供一種模擬式恒溫差電橋自動控制技術(shù)方案,用于解決上述技術(shù)問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的,本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下。
3、一種恒溫差電橋自動控制系統(tǒng),包括:
4、電橋電路,在驅(qū)動電流的驅(qū)動下,測量得到第一測量電壓信號和第二測量電壓信號;
5、儀表放大電路,接所述電橋電路,對所述第一測量電壓信號與所述第二測量電壓信號進(jìn)行比較放大,得到第一電壓信號;
6、反向比例放大電路,接所述儀表放大電路,對所述第一電壓信號進(jìn)行反向放大,得到第二電壓信號;
7、電流輸出調(diào)節(jié)電路,接所述反向比例放大電路及所述電橋電路,根據(jù)所述第二電壓信號調(diào)節(jié)控制輸出到所述電橋電路的所述驅(qū)動電流的大小,以使所述電橋電路上的溫差為預(yù)設(shè)的恒定值;
8、啟動電流電路,接所述電橋電路,為所述電橋電路提供用于預(yù)加熱的啟動電流,以提高所述電橋電路的響應(yīng)時(shí)間。
9、可選地,所述電橋電路包括第一電阻、第二電阻、第一熱電阻、第二熱電阻及補(bǔ)償熱電阻,所述第一電阻的第一端接所述電流輸出調(diào)節(jié)電路輸出的電池電壓,所述第一電阻的第二端經(jīng)串接的所述第一熱電阻后接地,所述第二電阻的第一端接所述第一電阻的第一端,所述第二電阻的第二端經(jīng)依次串接的所述補(bǔ)償熱電阻及所述第二熱電阻后接地,所述第一電阻的第二端輸出所述第一測量電壓信號,所述第二電阻的第二端輸出所述第二測量電壓信號。
10、可選地,所述儀表放大電路包括第一運(yùn)放芯片、增益電阻、第三電阻及第四電阻,所述第一運(yùn)放芯片的正電源端接正電源電壓,所述第一運(yùn)放芯片的負(fù)電源端接負(fù)電源電壓,所述第一運(yùn)放芯片的參考端接地,所述第一運(yùn)放芯片的兩個增益電阻端之間串接所述增益電阻,所述第一運(yùn)放芯片的同相輸入端經(jīng)串接的所述第三電阻后接所述第一測量電壓信號,所述第一運(yùn)放芯片的反相輸入端經(jīng)串接的所述第四電阻后接所述第二測量電壓信號,所述第一運(yùn)放芯片的輸出端輸出所述第一電壓信號。
11、可選地,所述儀表放大電路還包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容及第五電容,所述第一電容的第一端接所述第一運(yùn)放芯片的正電源端,所述第一電容的第二端接地,所述第二電容的第一端接所述第一運(yùn)放芯片的負(fù)電源端,所述第二電容的第二端接地,所述第三電容的第一端接所述第一運(yùn)放芯片的反相輸入端,所述第三電容的第二端接地,所述第四電容的第一端接所述第一運(yùn)放芯片的同相輸入端,所述第四電容的第二端接地,所述第五電容的第一端接所述第一運(yùn)放芯片的輸出端,所述第五電容的第二端接地。
12、可選地,所述反向比例放大電路包括第二運(yùn)放芯片、反饋電阻、第五電阻及第六電阻,所述第二運(yùn)放芯片的正電源端接正電源電壓,所述第二運(yùn)放芯片的負(fù)電源端接負(fù)電源電壓,所述第二運(yùn)放芯片的反相輸入端經(jīng)串接的所述第五電阻后接所述第一電壓信號,所述第二運(yùn)放芯片的同相輸入端經(jīng)串接的所述第六電阻后接地,所述第二運(yùn)放芯片的輸出端經(jīng)串接的所述反饋電阻后接所述第二運(yùn)放芯片的反相輸入端,所述第二運(yùn)放芯片的輸出端輸出所述第二電壓信號。
13、可選地,所述反向比例放大電路還包括第六電容及第七電容,所述第六電容的第一端接所述第二運(yùn)放芯片的負(fù)電源端,所述第六電容的第二端接地,所述第七電容與所述反饋電阻并聯(lián)。
14、可選地,所述恒溫差電橋自動控制系統(tǒng)還包括:
15、比較電路,接所述電橋電路,對所述電橋電路中一條橋臂的實(shí)時(shí)電流進(jìn)行檢測,測量得到第三電壓信號;
16、其中,所述電流輸出調(diào)節(jié)電路接收所述第三電壓信號并根據(jù)所述第三電壓信號調(diào)節(jié)所述電池電壓,進(jìn)而調(diào)節(jié)所述電流輸出調(diào)節(jié)電路輸出到所述電橋電路的所述驅(qū)動電流的大小,當(dāng)檢測到所述實(shí)時(shí)電流大于電流閾值時(shí),關(guān)斷所述電流輸出調(diào)節(jié)電路輸出的所述驅(qū)動電流。
17、可選地,所述電流輸出調(diào)節(jié)電路包括電源管理芯片、nmos管、第一電感、第一二極管、第七電阻、第八電阻及第九電阻,所述電源管理芯片的電源端接第一二極管的陰極,所述第一二極管的陽極接第一電源電壓,所述電源管理芯片的地端接地,所述電源管理芯片的電流傳感采集端經(jīng)串接的所述第一電感后接所述電源管理芯片的開關(guān)輸出端,第一參考電壓經(jīng)依次串接的所述第七電阻及所述第八電阻后接地,所述電源管理芯片的過壓保護(hù)端接所述第七電阻與所述第八電阻的公共端,所述電源管理芯片的充電電流編程端接所述第二電壓信號,所述電源管理芯片的電源輸入端接所述nmos管的漏極,所述nmos管的柵極接所述第三電壓信號,所述nmos管的源極接地,所述第九電阻的第一端接所述nmos管的柵極,所述第九電阻的第二端接所述nmos管的源極,所述電源管理芯片的電池端輸出所述電池電壓。
18、可選地,所述電流輸出調(diào)節(jié)電路還包括第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第十電阻、第八電容、第九電容、第十電容、第十一電容及第十二電容,所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極接地,所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極接所述電源管理芯片的開關(guān)輸出端,所述第二穩(wěn)壓二極管的陽極接所述電源管理芯片的電流傳感采集端,所述第二穩(wěn)壓二極管的陰極接所述電源管理芯片的升壓端,所述第八電容的第一端接所述電源管理芯片的開關(guān)輸出端,所述第八電容的第二端接所述電源管理芯片的升壓端,所述第九電容的第一端接所述nmos管的漏極,所述第九電容的第二端經(jīng)串接的所述第十電阻后接地,所述第十電容的第一端接所述第一二極管的陰極,所述第十電容的第二端接地,所述第十一電容與所述第十電容并聯(lián),所述第十二電容的第一端接所述第一二極管的陽極,所述第十二電容的第二端接地。
19、可選地,所述啟動電流電路包括瞬態(tài)抑制二極管、第二二極管、磁珠、第二電感、第十一電阻、第十二電阻、第十三電容、第十四電容、第十五電容、第十六電容及第十七電容,第二電源電壓接所述第二二極管的陽極,所述第二二極管的陰極經(jīng)依次串接的所述第十一電阻、所述磁珠及所述第二電感后接所述第一電阻的第一端,所述第十二電阻與所述第十一電阻并聯(lián),所述瞬態(tài)抑制二極管的陽極接地,所述瞬態(tài)抑制二極管的陰極接所述第二二極管的陽極,所述第十三電容的第一端接所述第二二極管的陽極,所述第十三電容的第二端接地,所述第十四電容與所述第十三電容并聯(lián),所述第十五電容的第一端接所述第十一電阻與所述磁珠的公共端,所述第十五電容的第一端還接所述電池電壓,所述第十五電容的第二端接地,所述第十六電容與所述第十五電容并聯(lián),所述第十七電容的第一端接所述磁珠與所述第二電感的公共端,所述第十七電容的第二端接地。
20、可選地,所述比較電路包括比較器、第十三電阻及第十四電阻,所述比較器的同相輸入端經(jīng)串接的所述第十三電阻后接所述第一熱電阻與所述第一電阻的公共端,所述比較器的同相輸入端還經(jīng)串接的所述第十四電阻后接所述比較器的輸出端,所述比較器的反相輸入端接第二參考電壓,所述比較器的輸出端輸出所述第三電壓信號。
21、如上所述,本實(shí)用新型的恒溫差電橋自動控制系統(tǒng),至少具有以下有益效果:
22、結(jié)合電橋電路、儀表放大電路、反向比例放大電路、電流輸出調(diào)節(jié)電路及啟動電流電路設(shè)計(jì)恒溫差電橋自動控制系統(tǒng),整體為基于電子元器件的純模擬電路結(jié)構(gòu),相較于現(xiàn)有的基于數(shù)字芯片的恒溫差電橋自動控制系統(tǒng),其響應(yīng)時(shí)間快、成本低且操作簡單;同時(shí),基于額外的啟動電流電路,能為電橋電路提供用于預(yù)加熱的啟動電流,能進(jìn)一步提高電橋電路的響應(yīng)時(shí)間。