無(wú)靜差高精度儀表溫度控制電路

1.一種無(wú)靜差高精度儀表溫度控制電路，其特征在于：
包括依次連接的電橋電路、PID運(yùn)算電路、自激振蕩電路、比較電路、隔離電路、加熱單元和監(jiān)控電路，
所述電橋電路的其中一個(gè)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(nèi)；
所述PID運(yùn)算電路包括運(yùn)算放大器(3N2)、接在運(yùn)算放大器反向輸入端且串聯(lián)的第一電阻(3R8)和第二電阻(3R9)、與第一電阻(3R8)并聯(lián)的第一電容(3C5)、接在運(yùn)算放大器正向輸入端的第三電阻(3R11)、接在運(yùn)算放大器輸出端和反向輸入端之間且串聯(lián)的第二電容(3C6)和第四電阻(3R10)、接在運(yùn)算放大器輸出端且串聯(lián)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(lián)的第三電容(3C7)；所述第一電阻(3R8)的一端作為PID運(yùn)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(diǎn)作為PID運(yùn)算電路的輸出端；
所述自激振蕩電路用于產(chǎn)生比較信號(hào)；
所述比較電路用于將PID運(yùn)算電路輸出信號(hào)和比較信號(hào)進(jìn)行比較并生成脈沖調(diào)寬信號(hào)；
所述隔離電路包括光隔離器(3N5)，用于隔離脈沖調(diào)寬信號(hào)；
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(nèi)；
所述監(jiān)控電路包括放置在儀表殼體內(nèi)的第二熱敏電阻(3R6)以及與第二熱敏電阻相接的外接監(jiān)控儀表。

無(wú)靜差高精度儀表溫度控制電路\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明涉及一種儀表溫控電路。\n背景技術(shù)\n[0002] 現(xiàn)有儀表溫控電路一般采用數(shù)字PID控制器。但是，在航空航天等高可靠性領(lǐng)域，需要提高產(chǎn)品的可靠性，數(shù)字PID控制器無(wú)法滿足要求。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0003] 為了解決背景技術(shù)中儀表溫控電路存在可靠性低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)靜差高精度儀表溫度控制電路。\n[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：\n[0005] 一種無(wú)靜差高精度儀表溫度控制電路，其特殊之處在于：\n[0006] 包括依次連接的電橋電路、PID運(yùn)算電路、自激振蕩電路、比較電路、隔離電路、加熱單元和監(jiān)控電路，\n[0007] 所述電橋電路的其中一個(gè)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(nèi)；\n[0008] 所述PID運(yùn)算電路包括運(yùn)算放大器3N2、接在運(yùn)算放大器反向輸入端且串聯(lián)的第一電阻3R8和第二電阻3R9、與第一電阻3R8并聯(lián)的第一電容3C5、接在運(yùn)算放大器正向輸入端的第三電阻3R11、接在運(yùn)算放大器輸出端和反向輸入端之間且串聯(lián)的第二電容3C6和第四電阻3R10、接在運(yùn)算放大器輸出端且串聯(lián)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(lián)的第三電容3C7；所述第一電阻3R8的一端作為PID運(yùn)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(diǎn)作為PID運(yùn)算電路的輸出端；\n[0009] 所述自激振蕩電路用于產(chǎn)生比較信號(hào)；\n[0010] 所述比較電路用于將PID運(yùn)算電路輸出信號(hào)和比較信號(hào)進(jìn)行比較并生成脈沖調(diào)寬信號(hào)；\n[0011] 所述隔離電路包括光隔離器3N5，用于隔離脈沖調(diào)寬信號(hào)；\n[0012] 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(nèi)；\n[0013] 所述監(jiān)控單元包括放置在儀表殼體內(nèi)的第二熱敏電阻3R6以及與第二熱敏電阻相接的外接監(jiān)控儀表。\n[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：\n[0015] 1、本發(fā)明PID運(yùn)算電路采用模擬器件，可靠性高于數(shù)字PID運(yùn)算器。\n[0016] 2、本發(fā)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(huán)境溫度變化而變化。\n[0017] 3、本發(fā)明經(jīng)過(guò)加熱器件對(duì)儀表進(jìn)行加熱，其溫度通過(guò)第一熱敏電阻轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，形成閉環(huán)負(fù)反饋控制，最終使得被控儀表達(dá)到所要求的高精度。\n[0018] 4、本發(fā)明采用第二電阻3R9降低外界對(duì)PID運(yùn)算電路輸入的干擾保持溫控電路的系統(tǒng)穩(wěn)定。\n[0019] 5、本發(fā)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(yùn)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(duì)PID運(yùn)算電路輸出的干擾。\n[0020] 6、本發(fā)明采用光隔離器3N5隔離，使得電路控制運(yùn)算部分和功率驅(qū)動(dòng)部分相互隔離，互不干擾。\n附圖說(shuō)明\n[0021] 圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。\n具體實(shí)施方式\n[0022] 無(wú)靜差高精度儀表溫度控制電路工作原理見(jiàn)圖1，具體說(shuō)明如下：\n[0023] 1、第一熱敏電阻3R5將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換為變化的電阻阻值。\n[0024] 2、熱信號(hào)經(jīng)過(guò)3R1、3R2、3R3、3R4、3R5、3R7、3N1組成的電橋，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。\n[0025] 3、電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)3C5、3R8、3R10、3C6、3R12、3R13、3N2進(jìn)行微分、積分、比例運(yùn)算，即PID運(yùn)算。3C5對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行微分處理，3C6對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行積分處理；3R12和3R13為輸出分壓電阻；\n[0026] 4、經(jīng)過(guò)運(yùn)算的信號(hào)和3N3自激振蕩出的頻率信號(hào)通過(guò)3N4進(jìn)行比較，產(chǎn)生脈沖調(diào)寬信號(hào)。\n[0027] 5、脈沖調(diào)寬信號(hào)通過(guò)3N5隔離。\n[0028] 6、經(jīng)過(guò)隔離的脈沖調(diào)寬信號(hào)通過(guò)3V3、3V4驅(qū)動(dòng)加熱器件。\n[0029] 7、加熱器件所產(chǎn)生的熱量通過(guò)3R5，重復(fù)上述1～6過(guò)程對(duì)被控對(duì)象形成閉環(huán)負(fù)反饋控制。\n[0030] 8、被控對(duì)象的實(shí)際溫度通過(guò)3R6，將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換為變化的電阻阻值，進(jìn)行監(jiān)測(cè)。