CN105183035A - 一种工业化温度采集控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业化温度采集控制电路，包括电源电路、温度检测电路、基准电压电路、温度指示电路、电压比较电路和控制执行电路；所述电源电路由电源开关、电源变压器、整流桥堆、滤波电容器、三端稳压集成电路、限流电阻器和电源指示发光二极管组成；所述温度检测电路由晶体管式温度传感器、电阻器、电容器和运算放大器集成电路内部的Nl组成；所述基准电压电路由电阻器、电位器、稳压二极管和IC1内部的N4组成；所述温度指示电路由电阻器、内部的N2和电压表PV组成；所述电压比较放大电路由IC1内部的N3和电阻器组成；所述控制执行电路由电阻器、晶体管等组成。本发明结构设计合理，温度控制范围广且精确，适合各类工业化以及农业生产方面使用。
Description
技术领域
本发明属于自动化控制领域，具体涉及一种工业化温度采集控制电路。
背景技术
设施农业是当前最有活力的新兴产业之一，其中温室则是设施农业的典型装备。温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所，它具有合理利用农业资源、保护生态环境、提高农产品产量等优势。温室控制技术是当前国际上前沿性研究领域，其关键技术是对温度、湿度、光照等环境因子进行采集并加以有效的控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。
随着农业温室规模化和产业化程度的不断提高，需要在一定区域范围内对分布的多个温室或温室群进行监测和控制，因此，研究和开发多个温室或温室群的监测与控制装置，对多个温室进行管理具有十分重要的意义，多温室控制装置具有良好的应用前景。
现有技术中的自动化定时控制电路结构复杂，布线困难且控制复杂，损耗严重，且制作成本较高，不适合推广使用。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种结构设计合理，温度控制范围广且精确，温度控制范围可达5-95℃的工业化温度采集控制电路。
技术方案：本发明所述的一种工业化温度采集控制电路，该控制电路包括电源电路、温度检测电路、基准电压电路、温度指示电路、电压比较电路和控制执行电路；所述电源电路由电源开关S、电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器C1、C2、三端稳压集成电路IC2、限流电阻器R10和电源指示发光二极管VL1组成；所述温度检测电路由晶体管式温度传感器V1、电阻器R1、电容器C3和运算放大器集成电路IC1(Nl～N4)内部的Nl组成；所述基准电压电路由电阻器R4、R5、R8、电位器RP1～RP3、稳压二极管VS和IC1内部的N4组成；所述温度指示电路由电阻器R2、R3、IC1内部的N2和电压表PV组成；所述电压比较放大电路由IC1内部的N3和电阻器R6、R7组成；所述控制执行电路由电阻器R9、晶体管V2、继电器K、二极管VD和工作指示发光二极管VL2组成。
进一步的，所述三端稳压集成电路IC2的3脚并联连接有整流桥堆UR和滤波电容C1，所述三端稳压集成电路IC2的1脚与2脚之间连接有滤波电容C2，所述三端稳压集成电路IC2的1脚同时串联连接有限流电阻器R10和电源指示发光二极管VL1。
进一步的，所述三端稳压集成电路IC2采用78L09三端稳压集成电路。
进一步的，所述晶体管式温度传感器V1与电阻器R1分别与运算放大器集成电路IC1内部N1的3脚连接，所述N1的4脚连接有电容器C3并接地，所述N1的2脚与1脚连接；所述运算放大器集成电路IC1采用LM324型四运放集成电路，晶体管式温度传感器V1选用MTS-102型晶体管式温度传感器。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N2的5脚通过电位器
RP1和电阻器R4与运算放大器集成电路IC1内部的N4的12脚连接，所述N4的12脚还连接有稳压二极管VS和电阻器R5，所述N4的的13脚与14脚连接，所述N4的14脚还连接有电位器RP2、RP3以及电阻器R8。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N2的6脚分别连接有电阻器R2和R3，所述电阻器R3还连接有N2的7脚，所述N2的7脚还连接有电压表PV。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N3的9脚连接有电阻器R6，所述N3的8脚与10脚之间连接有电阻器R7，同时N3的10脚还连接有电阻器R8。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N3的8脚串联连接有电阻器R9和晶体管V2，所述晶体管V2的发射极连接有继电器K以及工作指示发光二极管VL2，所述继电器K还并联连接有二极管VD。
进一步的，所述电阻器R1、R4～R10选用金属膜电阻器或碳膜电阻器；电阻器R2和R3均选用精度为1％的金属膜电阻器；电位器RP1～RP3均选用小型合成膜电位器；C1和C2均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C3选用独石电容器或涤纶电容器；VD选用1N4001或1N4007型硅整流二极管；VS选用1W、6V左右的硅稳压二极管；VL1和VL2均选用的发光二极管，VL1为红色，VL2为绿色；UR选用IA、50Y的整流桥堆，也可用4只1N4001桥接后代替；V1选用MTS-102型晶体管式温度传感器；V2选用58050型硅PNP晶体管；IC1选用LM324型四运放集成电路；IC2选用78L09型三端稳压集成电路；K选用JRX-13F型9V直流继电器；PV选用1000mV的电压表；T选用3～5W、二次电压为12Y的电源变压器；S选用5A、220V的交流电源开关。
有益效果：本发明结构设计合理，温度控制范围广且精确，温度控制范围可达5-95℃，且全程可实现无人化自动化操作控温，且采用集成化芯片制作而成，制作成本低且易于实现，适合各类工业化以及农业生产方面使用。
附图说明
图1为本发明的控制电路的结构原理图。
具体实施方式
如图1所示的一种工业化温度采集控制电路，该控制电路包括电源电路、温度检测电路、基准电压电路、温度指示电路、电压比较电路和控制执行电路；所述电源电路由电源开关S、电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器C1、C2、三端稳压集成电路IC2、限流电阻器R10和电源指示发光二极管VL1组成；所述温度检测电路由晶体管式温度传感器V1、电阻器R1、电容器C3和运算放大器集成电路IC1(Nl～N4)内部的Nl组成；所述基准电压电路由电阻器R4、R5、R8、电位器RP1～RP3、稳压二极管VS和IC1内部的N4组成；所述温度指示电路由电阻器R2、R3、IC1内部的N2和电压表PV组成；所述电压比较放大电路由IC1内部的N3和电阻器R6、R7组成；所述控制执行电路由电阻器R9、晶体管V2、继电器K、二极管VD和工作指示发光二极管VL2组成。
进一步的，所述三端稳压集成电路IC2的3脚并联连接有整流桥堆UR和滤波电容C1，所述三端稳压集成电路IC2的1脚与2脚之间连接有滤波电容C2，所述三端稳压集成电路IC2的1脚同时串联连接有限流电阻器R10和电源指示发光二极管VL1。
进一步的，所述三端稳压集成电路IC2采用78L09三端稳压集成电路。
进一步的，所述晶体管式温度传感器V1与电阻器R1分别与运算放大器集成电路IC1内部N1的3脚连接，所述N1的4脚连接有电容器C3并接地，所述N1的2脚与1脚连接；所述运算放大器集成电路IC1采用LM324型四运放集成电路，晶体管式温度传感器V1选用MTS-102型晶体管式温度传感器。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N2的5脚通过电位器
RP1和电阻器R4与运算放大器集成电路IC1内部的N4的12脚连接，所述N4的12脚还连接有稳压二极管VS和电阻器R5，所述N4的的13脚与14脚连接，所述N4的14脚还连接有电位器RP2、RP3以及电阻器R8。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N2的6脚分别连接有电阻器R2和R3，所述电阻器R3还连接有N2的7脚，所述N2的7脚还连接有电压表PV。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N3的9脚连接有电阻器R6，所述N3的8脚与10脚之间连接有电阻器R7，同时N3的10脚还连接有电阻器R8。
进一步的，所述运算放大器集成电路IC1内部的N3的8脚串联连接有电阻器R9和晶体管V2，所述晶体管V2的发射极连接有继电器K以及工作指示发光二极管VL2，所述继电器K还并联连接有二极管VD。
元器件的选择：电阻器R1、R4～R10选用金属膜电阻器或碳膜电阻器；电阻器R2和R3均选用精度为1％的金属膜电阻器；电位器RP1～RP3均选用小型合成膜电位器；C1和C2均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C3选用独石电容器或涤纶电容器；VD选用1N4001或1N4007型硅整流二极管；VS选用1W、6V左右的硅稳压二极管；VL1和VL2均选用的发光二极管，VL1为红色，VL2为绿色；UR选用IA、50Y的整流桥堆，也可用4只1N4001桥接后代替；V1选用MTS-102型晶体管式温度传感器；V2选用58050型硅PNP晶体管；IC1选用LM324型四运放集成电路；IC2选用78L09型三端稳压集成电路；K选用JRX-13F型9V直流继电器；PV选用1000mV的电压表；T选用3～5W、二次电压为12Y的电源变压器；S选用5A、220V的交流电源开关。
本发明的控制电路的控制过程为：
接通电源开关S，交流220V电压经T降压、UR整流、C1滤波及IC2稳压后，为IC1、基准电压电路和控制执行电路提供+9V工作电压，同时将VL1点亮。+9V电压经R5限流VS稳压后产生+6V左右的基准电压，一路经R4、RP1分压后为N2的正相输人端提供基准电压：另一路先经N4缓冲放大，然后经RP2、RP3分压后，再经R8加至M的正相输人端，作为N3的基准电压。
V1发射结的电压降(Vbe)随着环境温度的变化而变化。温度上升时，V1的导通内阻变小，发射结的电压降也减小，使N1的输出电压降低，N2的输出电压升高，N4的输出电压则下降。
PV用来指示V1检测的温度值(灵敏度为10mV/℃)，若PV指示电压值为250mV，则表明温度为25℃。
RP3用来设定控制温度值；RP2用来设定RP3的最大输出电压(调节RP2的阻值，使RP3的最大输出电压为IV)；RP1用来设定N2正相输人端的基准电压(调节RP1的阻值，使N2的正相输入端电压为530mV)。
在V1检测到环境温度低于RP3的设定温度时，N3输出低电平(约0.65V)，使V2饱和导通，K通电吸合，VL2点亮，电加热器通电工作，使环境温度缓慢上升。当温度升高至设定温度时，N3又输出低电平(约7.7V)，使V2截止，K释放，VL2熄灭，电加热器EH断·电而停止加热。随后环境温度又缓慢下降，当温度降至RP3的设定温度时，K又吸合，EH又通电加热。如此周而复始，使受控场所的温度恒定在设定温度附近。
本发明结构设计合理，温度控制范围广且精确，温度控制范围可达5-95℃，且全程可实现无人化自动化操作控温，且采用集成化芯片制作而成，制作成本低且易于实现，适合各类工业化以及农业生产方面使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：该控制电路包括电源电路、温度检测电路、基准电压电路、温度指示电路、电压比较电路和控制执行电路；所述电源电路由电源开关S、电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器C1、C2、三端稳压集成电路IC2、限流电阻器R10和电源指示发光二极管VL1组成；所述温度检测电路由晶体管式温度传感器V1、电阻器R1、电容器C3和运算放大器集成电路IC1(Nl～N4)内部的Nl组成；所述基准电压电路由电阻器R4、R5、R8、电位器RP1～RP3、稳压二极管VS和IC1内部的N4组成；所述温度指示电路由电阻器R2、R3、IC1内部的N2和电压表PV组成；所述电压比较放大电路由IC1内部的N3和电阻器R6、R7组成；所述控制执行电路由电阻器R9、晶体管V2、继电器K、二极管VD和工作指示发光二极管VL2组成。
2.根据权利要求1所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述三端稳压集成电路IC2的3脚并联连接有整流桥堆UR和滤波电容C1，所述三端稳压集成电路IC2的1脚与2脚之间连接有滤波电容C2，所述三端稳压集成电路IC2的1脚同时串联连接有限流电阻器R10和电源指示发光二极管VL1。
3.根据权利要求1或2所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述三端稳压集成电路IC2采用78L09三端稳压集成电路。
4.根据权利要求1所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述晶体管式温度传感器V1与电阻器R1分别与运算放大器集成电路IC1内部N1的3脚连接，所述N1的4脚连接有电容器C3并接地，所述N1的2脚与1脚连接；所述运算放大器集成电路IC1采用LM324型四运放集成电路，晶体管式温度传感器V1选用MTS-102型晶体管式温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述运算放大器集成电路IC1内部的N2的5脚通过电位器
RP1和电阻器R4与运算放大器集成电路IC1内部的N4的12脚连接，所述N4的12脚还连接有稳压二极管VS和电阻器R5，所述N4的的13脚与14脚连接，所述N4的14脚还连接有电位器RP2、RP3以及电阻器R8。
6.根据权利要求1所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述运算放大器集成电路IC1内部的N2的6脚分别连接有电阻器R2和R3，所述电阻器R3还连接有N2的7脚，所述N2的7脚还连接有电压表PV。
7.根据权利要求1所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述运算放大器集成电路IC1内部的N3的9脚连接有电阻器R6，所述N3的8脚与10脚之间连接有电阻器R7，同时N3的10脚还连接有电阻器R8。
8.根据权利要求1所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述运算放大器集成电路IC1内部的N3的8脚串联连接有电阻器R9和晶体管V2，所述晶体管V2的发射极连接有继电器K以及工作指示发光二极管VL2，所述继电器K还并联连接有二极管VD。
9.根据权利要求1所述的一种工业化温度采集控制电路，其特征在于：所述电阻器R1、R4～R10选用金属膜电阻器或碳膜电阻器；电阻器R2和R3均选用精度为1％的金属膜电阻器；电位器RP1～RP3均选用小型合成膜电位器；C1和C2均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C3选用独石电容器或涤纶电容器；VD选用1N4001或1N4007型硅整流二极管；VS选用1W、6V左右的硅稳压二极管；VL1和VL2均选用的发光二极管，VL1为红色，VL2为绿色；UR选用IA、50Y的整流桥堆，也可用4只1N4001桥接后代替；V1选用MTS-102型晶体管式温度传感器；V2选用58050型硅PNP晶体管；IC1选用LM324型四运放集成电路；IC2选用78L09型三端稳压集成电路；K选用JRX-13F型9V直流继电器；PV选用1000mV的电压表；T选用3～5W、二次电压为12Y的电源变压器；S选用5A、220V的交流电源开关。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151223 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |