CN104535204A - 一种温度采集及综合报警电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温度采集及综合报警电路,包括桥式测温电路、差分放大电路、超温报警电路和短路及断路报警,电路差分放大电路与超温报警电路之间还设置有稳压电路,是一种具有高可靠性的硬件综合报警电路,可用于医疗仪器的一种简单的温度采集及综合报警电路,也适用于对温度安全性要求高的仪器仪表中。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗仪器及工业生产中的温度控制电路,尤其涉及一种温度采集及综合报警电路。
技术背景
在一些新生儿黄疸治疗仪以及婴儿培养箱等医疗仪器中,需要对婴儿的体温以及箱体内的温度进行实时监测,当温度超过一定范围或者传感器出现故障时发出警报信号,以保证治疗环境的舒适以及仪器使用的安全。在大功率半导体激光器的驱动中,激光器需要在稳定的温度下工作,否则会造成波长的漂移以及输出的不稳定,甚至造成激光器的损坏,这就要求对激光器的工作温度进行实时监测,并且在温度异常时及时报警。
传统的温度采集及报警电路设计采用正负电源供电轨对轨运放电路来实现温度的变换以及报警电路,其电路比较复杂而且输出的负电压不利于模/数转换器的直接采集;现在也有直接采用软件处理的方法,通过微处理器采集温度数据,软件算法来对温度数据进行处理报警,这种方法比较简单,但是可靠性不高,当微处理器出现故障时,整个报警系统就不能正常工作了。
发明内容
本发明提供了一种温度采集及综合报警电路,提供一种高可靠性的,可用于医疗仪器的一种简单的温度采集及综合报警电路。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种温度采集及综合报警电路,包括桥式测温电路、差分放大电路、超温报警电路,其中,
所述桥式测温电路包括温度传感器RT和三个桥式电路电阻,第二电阻R2和第三电阻R3的连接端连接参考电压;温度传感器RT与第八电阻R8的连接端接地;
所述差分放大电路包括第一运算放大器U1,所述第一运算放大器U1的第一同相输入端通过第五电阻R5与所述第二、第八电阻的连接端相连接、第一反向输入端通过第七电阻R7与所述温度传感器RT和第二电阻R2的连接端相连接;且第一同相输入端还通过第四电阻R4接地,第一反向输入端通过第九电阻R9与所述第一运算放大器U1A的第一输出端相连接;
所述超温报警电路包括定时器U4和第三运算放大器U3,所述第一运算放大器U1的第二同相输入端与其第一输出端相连接,第二反向输入端与第二输出端相连接;所述第三运算放大器U3的第一同相输入端通过滑动变阻器VR1与供电电压相连接、第一反相输入端与所述第一运算放大器U1的第二输出端相连接、第三运算放大器U3的第一输出端与定时器U4的低触发端相连接,所述定时器U4的输出端连接有超温报警接口S2。
前述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:还包括短路及断路报警电路,所述短路及断路报警电路包括第二运算放大器U2,所述第二运算放大器U2的第二同相输入端与所述温度传感器RT和第二电阻R2的连接端相连接,其第二反向输入端与第二输出端相连接,且所述第二运算放大器U2的第二输出端与其第一反向输入端相连接,第一同相输入端通过第二滑动变阻器VR2与供电电压相连接,第一输出端连接有短路报警接口S3;所述第二运算放大器U2的第二输出端与所述第三运算放大器U3的第二同相输入端相连接;所述第三运算放大器U3的第二反向输入端通过第三滑动变阻器VR3与供电电压相连接,其第二输出端连接有断路报警接口S4。
前述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:所述差分放大电路与超温报警电路之间还设置有稳压电路,所述稳压电路包括稳压电阻R6和稳压二极管Z1,所述稳压电阻R6连接在所述第一运算放大器U1的第一输出端和第二同相输入端之间,所述稳压二极管Z1的一端与第一运算放大器U1的第二同相输入端相连接,另一端接地。
前述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:所述第一运算放大器U1的第二同相输入端处还设置有温度采集接口S1。
前述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:所述定时器为555定时器。
本发明的有益效果是:
1、 电路采用单电源供电,温度信号可以直接通过模/数转换器进行采集,线路简单、元器件少、使用方便;
2、电路具有硬件报警功能,也提供了软件报警的接口,相对于单纯的硬件报警或者软件报警,本电路更可靠和安全;
3、由于温度是连续变化的信号,比较器电路在设定温度附近会产生寄生振荡,本电路采用了一个定时器构成的单稳态电路,解决了比较器输出振荡的问题,不会产生误报警信号。
附图说明
图1是本发明一种温度采集及综合报警电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图,对本发明作进一步的说明。
如图1所示,本发明提供了一种温度采集及综合报警电路,包括桥式测温电路10、差分放大电路20、超温报警电路30,其中,所述桥式测温电路10包括温度传感器RT和三个桥式电路电阻,第二电阻R2和第三电阻R3的连接端连接参考电压Vref;温度传感器RT与第八电阻R8的连接端接地;所述差分放大电路20包括第一运算放大器U1,所述第一运算放大器U1的第一同相输入端通过第五电阻R5与所述第二、第八电阻的连接端相连接、第一反向输入端通过第七电阻R7与所述温度传感器RT和第二电阻R2的连接端相连接;且第一同相输入端还通过第四电阻R4接地,第一反向输入端通过第九电阻R9与所述第一运算放大器U1A的第一输出端相连接;所述超温报警电路30包括定时器U4和第三运算放大器U3,所述第一运算放大器U1的第二同相输入端与其第一输出端相连接,第二反向输入端与第二输出端相连接,形成第一射随电路,用于阻抗匹配;所述第三运算放大器U3的第一同相输入端通过滑动变阻器VR1与供电电压相连接、第一反相输入端与所述第一运算放大器U1的第二输出端相连接、第三运算放大器U3的第一输出端与定时器U4的低触发端相连接,从而形成第一比较器电路,所述定时器U4的输出端连接有超温报警接口S2。
所述差分放大电路20与超温报警电路30之间还设置有稳压电路50,所述稳压电路50包括稳压电阻R6和稳压二极管Z1,所述稳压电阻R6连接在所述第一运算放大器U1的第一输出端和第二同相输入端之间,所述稳压二极管Z1的一端与第一运算放大器U1的第二同相输入端相连接,另一端接地。
当温度传感器RT正常工作时,温度的变化转化为电压信号的变化,通过稳压二极管电路保护差分放大的电压信号不超过温度采集信号要求的电压范围,通过第一滑动变阻器VR1实现对超温电压信号的控制,当采集到温度超过设定值时,第一比较器电路输出一个高电平信号,定时器U4产生一个高电平报警信号,指示高温报警。
其中,本实施例采用的定时器U4为555定时器,该555定时器的直接清零端和外接电源端相连接后与供电电压相连,且该直接清零端和外接电源端通过第一电阻R1和第一电容C1接地,其高触发端和放电端均与第一电容C1相连接,控制电压端通过第二电容C2接地。
本实施例的一种温度采集及综合报警电路,还包括短路及断路报警电路40,所述短路及断路报警电路40包括第二运算放大器U2,所述第二运算放大器U2的第二同相输入端与所述温度传感器RT和第二电阻R2的连接端相连接,其第二反向输入端与第二输出端相连接,形成第二射随电路,且所述第二运算放大器U2的第二输出端与其第一反向输入端相连接,第一同相输入端通过第二滑动变阻器VR2与供电电压相连接,形成第二比较器,第一输出端连接有短路报警接口S3;所述第二运算放大器U2的第二输出端与所述第三运算放大器U3的第二同相输入端相连接;所述第三运算放大器U3的第二反向输入端通过第三滑动变阻器VR3与供电电压相连接,形成第三比较器,其第二输出端连接有断路报警接口S4。
第二、第三比较器电路分别通过第二滑动变阻器VR2和第三滑动变阻器VR3设置一个高电平和一个低电平阀值电压,当温度传感器短路时 ,第二射随电路输出低电平,第二、第三比较器电路一个输出高电平,另一个输出低电平,指示传感器短路报警;当温度传感器断路时,第二射随电路输出高电平,此时第二、第三比较器的输出状态与温度传感器短路时相反,指示传感器断路报警,当温度传感器正常工作时,第二、第三比较器电路输出为低电平,不发出报警信号。
所述第一运算放大器U1的第二同相输入端处还设置有温度采集接口S1,用于实时采集温度信息。
综上所述,本发明提供的一种温度采集及综合报警电路,是具有高可靠性的硬件综合报警电路,可用于医疗仪器的一种简单的温度采集及综合报警电路,也适用于对温度安全性要求高的仪器仪表中。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (5)
1.一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:包括桥式测温电路(10)、差分放大电路(20)、超温报警电路(30),其中,
所述桥式测温电路(10)包括温度传感器RT和三个桥式电路电阻,第二电阻R2和第三电阻R3的连接端连接参考电压;温度传感器RT与第八电阻R8的连接端接地;
所述差分放大电路(20)包括第一运算放大器U1,所述第一运算放大器U1的第一同相输入端通过第五电阻R5与所述第二、第八电阻的连接端相连接、第一反向输入端通过第七电阻R7与所述温度传感器RT和第二电阻R2的连接端相连接;且第一同相输入端还通过第四电阻R4接地,第一反向输入端通过第九电阻R9与所述第一运算放大器U1A的第一输出端相连接;
所述超温报警电路(30)包括定时器U4和第三运算放大器U3,所述第一运算放大器U1的第二同相输入端与其第一输出端相连接,第二反向输入端与第二输出端相连接;所述第三运算放大器U3的第一同相输入端通过滑动变阻器VR1与供电电压相连接、第一反相输入端与所述第一运算放大器U1的第二输出端相连接、第三运算放大器U3的第一输出端与定时器U4的低触发端相连接,所述定时器U4的输出端连接有超温报警接口S2。
2.根据权利要求1所述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:还包括短路及断路报警电路(40),所述短路及断路报警电路(40)包括第二运算放大器U2,所述第二运算放大器U2的第二同相输入端与所述温度传感器RT和第二电阻R2的连接端相连接,其第二反向输入端与第二输出端相连接,且所述第二运算放大器U2的第二输出端与其第一反向输入端相连接,第一同相输入端通过第二滑动变阻器VR2与供电电压相连接,第一输出端连接有短路报警接口S3;所述第二运算放大器U2的第二输出端与所述第三运算放大器U3的第二同相输入端相连接;所述第三运算放大器U3的第二反向输入端通过第三滑动变阻器VR3与供电电压相连接,其第二输出端连接有断路报警接口S4。
3.根据权利要去1或2所述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:所述差分放大电路(20)与超温报警电路(30)之间还设置有稳压电路(50),所述稳压电路(50)包括稳压电阻R6和稳压二极管Z1,所述稳压电阻R6连接在所述第一运算放大器U1的第一输出端和第二同相输入端之间,所述稳压二极管Z1的一端与第一运算放大器U1的第二同相输入端相连接,另一端接地。
4.根据权利要求3所述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:所述第一运算放大器U1的第二同相输入端处还设置有温度采集接口S1。
5.根据权利要求4所述的一种温度采集及综合报警电路,其特征在于:所述定时器为555定时器。
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