CN107329508A - 一种低能耗、高精度自动化温控电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低能耗、高精度自动化温控电路，包括温度检测电路和温度控制电路，所述温度检测电路由温度传感器RT、三端精密稳压器ICl、IC2、电位器RP1、RP2、RP5、电流表PA、电阻器R3～R6和温度测量设定选择开关S组成；所述温度控制电路由三端精密稳压器IC3、IC4、晶体管V、晶闸管VT、稳压二极管VS1、VS2、继电器K、二极管VD、发光二极管VL1、VL2、电阻器R1、R2、R7～R10和温度上限控制电位器RP3、温度下限控制电位器RP4组成。本发明所述的温度控制装置其控温范围广，控制精确，且低能耗、制作成本低，它在监测温度达到设定温度的上限值时，能自动关闭电加热在监测温度降至设定温度的下限值时，又能自动接通电加热器的工作电源。

Description

一种低能耗、高精度自动化温控电路

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种低能耗、高精度自动化温控电路。

背景技术

当前，养殖行业所采用的禽舍环境控制器，多为 8 位的单片机。这些产品功能简单，采集信息有限，不便于扩展，联网功能较差，设备实际运行状态无反馈，设备一旦发生故障（如电机过流故障），饲养员不能立刻得知并及时采取措施，对养殖的禽类存在风险，为此，饲养员需不时巡查，既惊扰了禽群，又加大了饲养员的劳动强度。传统的环控虽可依据当前温度实现通风、温度调节进而发出控制指令，但不能判断命令的有效性。传统的环控由于集成度、集成技术的限制，不能将氨气浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、负压、温度等养殖所需的众多参数全面接入进行监控。当前的养殖控制系统主针对单栋禽舍设计，对多栋禽舍、多个养殖场联网集中监控难度较大，即使能联网用户所需费用也较高。当前的养殖控制系统基本只对通风进行了自动控制，对负压小窗、湿帘、取暖装置等设备的控制基本处于手动状态，饲养员劳动强度较大。当前禽舍养殖的控制系统未加入饲料累计、病死率等效益分析功能，不利于养殖效益的核算。而且传统环控器为全电子集成电路，一旦故障，必须全套更换，价格昂贵，备件费用高。

公开号为 201796256 的智能型禽舍环境控制器专利给出了一种带有温度、氨气、二氧化碳监控功能的禽舍环境控制器，它控制风机、加热器等对禽舍环境进行智能监测。其存在的问题为 ：禽舍环境控制器中设置了 RS485 接口连接氨气传感器与二氧化碳传感器，这就要求氨气传感器与二氧化碳传感器必须是支持 RS485 接口通讯的，但采用 485通讯容易受干扰，为此还需配备匹配电阻；系统控制处理器通过 RS485 接口连接风机分控制器、定时分控制器、加热分控制器等，这就表明该环控器不能直接控制风机、加热器等设备，受限于 RS485 通讯而必须另加支持 RS485 的分控制器才能实现这些设备的控制，这就造成该控制系统控制分级复杂、成本高的特点。

公开号为 102231065 的畜禽舍养殖环境报警系统专利给出了一种报警系统，它通过检测禽舍的温度变化，保证禽舍的安全性。其存在的问题 ：报警系统采用的各设备为了实现报警都加了中间继电器、报警指示灯等报警设备，增加了成本与电路的复杂程度。

公开号为 201637034 的畜禽舍环境控制系统专利给出了一种环境控制系统，它主要通过对温度的监控来调整风机从而对禽舍实现环境的控制。其存在的问题 ：调整的内容单一，只能是禽舍内的通风量，在温度控制和检测上精确度不高，控制方式也不直观。

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，提供一种控温范围广，控制精确，且低能耗、制作成本低，它在监测温度达到设定温度的上限值时，能自动关闭电加热在监测温度降至设定温度的下限值时，又能自动接通电加热器的工作电源的低能耗、高精度自动化温控电路。

技术方案：本发明所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，包括温度检测电路和温度控制电路，所述温度检测电路由温度传感器RT、三端精密稳压器ICl、IC2、电位器RP1、RP2、RP5、电流表PA、电阻器R3～R6和温度测量设定选择开关S组成，所述温度测量设定选择开关S的一端分别与所述温度传感器RT或电位器RP5连接，所述温度测量设定选择开关S的另一端与所述电位器RP2连接，所述温度传感器RT与电位器RP5的另一端还共同连接有三端精密稳压器IC2以及电阻器R3，所述三端精密稳压器IC2分别并联连接有电位器RP2以及电阻器R4，所述电位器RP2两端还分别连接有电流表PA以及温度测量设定选择开关S，所述电流表PA还并联连接有电阻器R5以及电位器RP1，所述电位器RP1HIA并联连接有三端精密稳压器ICl以及电阻器R6；所述温度控制电路由三端精密稳压器IC3、IC4、晶体管V、晶闸管VT、稳压二极管VS1、VS2、继电器K、二极管VD、发光二极管VL1、VL2、电阻器R1、R2、R7～R10和温度上限控制电位器RP3、温度下限控制电位器RP4组成，所述电阻器R10与所述温度测量设定选择开关S连接，所述电阻器R10还并联连接有电阻器R1以及温度下限控制电位器RP4，所述电阻器R1还连接有温度上限控制电位器RP3，所述温度下限控制电位器RP4还连接有电阻器R2，所述温度下限控制电位器RP4的控制端还连接有三端精密稳压器IC3，所述三端精密稳压器IC3还串联连接有发光二极管VL1以及 电阻器R7，所述发光二极管VL1还连接有稳压二极管VS2以及晶闸管VT，所述温度上限控制电位器RP3的控制端还连接有三端精密稳压器IC4，所述三端精密稳压器IC4串联连接有发光二极管VL2以及电阻器R8，所述发光二极管VL2还连接有稳压二极管VS1，所述稳压二极管VS1还连接有晶体管V的基极，所述晶体管V的发射极与所述晶闸管VT以及电阻器R9连接，所述晶闸管VT还并联连接有二极管VD以及继电器K。

进一步的，所述电阻器R1～R6均选用2w的精密金属膜电阻器：R7和R8均选用I W的精密金属膜电阻器。

进一步的，所述电位器RP1～RP5均选用3006型精密多圈电位器。

进一步的，所述温度传感器RT选用WZC型热敏电阻器，在0℃时其阻值应为100Ω。

进一步的，所述稳压二极管VSl和VS2均选用功率为1W的硅稳压二极管。

进一步的，所述晶体管V选用C8050或3DG12型硅NPN晶体管。

进一步的，所述晶闸管VT选用1A、50V的晶闸管.

进一步的，所述三端精密稳压器IC1～IC4均选用TL431或μA431等型号的三端精密稳压集成电路。

进一步的，所述继电器K选用12V小型直流继电器，触头电流容量为3A。

进一步的，所述温度测量设定选择开关S选用单极拨动开关。

有益效果：本发明所述的温度控制装置其控温范围广，控制精确，且低能耗、制作成本低，它在监测温度达到设定温度的上限值时，能自动关闭电加热在监测温度降至设定温度的下限值时，又能自动接通电加热器的工作电源。

附图说明

图1为本发明的控制电路原理图。

具体实施方式

如图1所示的一种低能耗、高精度自动化温控电路，包括温度检测电路和温度控制电路。

所述温度检测电路由温度传感器RT、三端精密稳压器ICl、IC2、电位器RP1、RP2、RP5、电流表PA、电阻器R3～R6和温度测量设定选择开关S组成，所述温度测量设定选择开关S的一端分别与所述温度传感器RT或电位器RP5连接，所述温度测量设定选择开关S的另一端与所述电位器RP2连接，所述温度传感器RT与电位器RP5的另一端还共同连接有三端精密稳压器IC2以及电阻器R3，所述三端精密稳压器IC2分别并联连接有电位器RP2以及电阻器R4，所述电位器RP2两端还分别连接有电流表PA以及温度测量设定选择开关S，所述电流表PA还并联连接有电阻器R5以及电位器RP1，所述电位器RP1HIA并联连接有三端精密稳压器ICl以及电阻器R6。

所述温度控制电路由三端精密稳压器IC3、IC4、晶体管V、晶闸管VT、稳压二极管VS1、VS2、继电器K、二极管VD、发光二极管VL1、VL2、电阻器R1、R2、R7～R10和温度上限控制电位器RP3、温度下限控制电位器RP4组成，所述电阻器R10与所述温度测量设定选择开关S连接，所述电阻器R10还并联连接有电阻器R1以及温度下限控制电位器RP4，所述电阻器R1还连接有温度上限控制电位器RP3，所述温度下限控制电位器RP4还连接有电阻器R2，所述温度下限控制电位器RP4的控制端还连接有三端精密稳压器IC3，所述三端精密稳压器IC3还串联连接有发光二极管VL1以及 电阻器R7，所述发光二极管VL1还连接有稳压二极管VS2以及晶闸管VT，所述温度上限控制电位器RP3的控制端还连接有三端精密稳压器IC4，所述三端精密稳压器IC4串联连接有发光二极管VL2以及电阻器R8，所述发光二极管VL2还连接有稳压二极管VS1，所述稳压二极管VS1还连接有晶体管V的基极，所述晶体管V的发射极与所述晶闸管VT以及电阻器R9连接，所述晶闸管VT还并联连接有二极管VD以及继电器K。

上述控制电路的各元器件选择如下：

进一步的，所述电阻器R1～R6均选用2w的精密金属膜电阻器：R7和R8均选用I W的精密金属膜电阻器。

进一步的，所述电位器RP1～RP5均选用3006型精密多圈电位器。

进一步的，所述温度传感器RT选用WZC型热敏电阻器，在0℃时其阻值应为100Ω。

进一步的，所述稳压二极管VSl和VS2均选用功率为1W的硅稳压二极管。

进一步的，所述晶体管V选用C8050或3DG12型硅NPN晶体管。

进一步的，所述晶闸管VT选用1A、50V的晶闸管.

进一步的，所述三端精密稳压器IC1～IC4均选用TL431或μA431等型号的三端精密稳压集成电路。

进一步的，所述继电器K选用12V小型直流继电器，触头电流容量为3A。

进一步的，所述温度测量设定选择开关S选用单极拨动开关。

本电路的控制原理如下：

温度传感器用来检测受控场所的温度，其温度变化与阻值成正比关系（0℃时为100Ω）。IC3和IC4的输人电压随着被测温度的变化而变化。

当被测温度低于设定温度的下限值时，IC3和IC4均输出高电平，稳压二极管VS1、VS2、晶体管v和晶闸管VT均导通，继电器Κ吸合，其常开触头将电加热器的工作电源接通。

当被测温度达到设定的下限温度值时，IC3的输人电压达到阈值电压（基准电压2.5V），其输出端由高电平变为低电平，使VL1点亮，VS2截止，但VT仍维持导通状态。

当被测温度达到设定温度的上限值时，IC4的输人端电压达到阈值电压，其输出端由高电平变为低电平，使VS1和V截止，VT也截止，VL1和VL2均点亮，K释放，其常闭触头将电加热器的工作电源切断，受控温度开始下降。

当温度降至设定温度的上、下限值之间时，IC4的输出端叉变为高电平，VSl和V又重新导通，但VT因无触发信号仍处于截止状态，K不动作。直到温度降至设定温度的下限温度时，IC3输出高电平，VS2和VT导通，k吸合，使电加热器通电工作。如此周而复始，使受控温度始终保持在设定的上、下限温度值之间。

本发明所述的温度控制装置其控温范围广，控制精确，且低能耗、制作成本低，它在监测温度达到设定温度的上限值时，能自动关闭电加热在监测温度降至设定温度的下限值时，又能自动接通电加热器的工作电源。

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 (10)

1.一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：包括温度检测电路和温度控制电路，所述温度检测电路由温度传感器RT、三端精密稳压器ICl、IC2、电位器RP1、RP2、RP5、电流表PA、电阻器R3～R6和温度测量设定选择开关S组成，所述温度测量设定选择开关S的一端分别与所述温度传感器RT或电位器RP5连接，所述温度测量设定选择开关S的另一端与所述电位器RP2连接，所述温度传感器RT与电位器RP5的另一端还共同连接有三端精密稳压器IC2以及电阻器R3，所述三端精密稳压器IC2分别并联连接有电位器RP2以及电阻器R4，所述电位器RP2两端还分别连接有电流表PA以及温度测量设定选择开关S，所述电流表PA还并联连接有电阻器R5以及电位器RP1，所述电位器RP1HIA并联连接有三端精密稳压器ICl以及电阻器R6；所述温度控制电路由三端精密稳压器IC3、IC4、晶体管V、晶闸管VT、稳压二极管VS1、VS2、继电器K、二极管VD、发光二极管VL1、VL2、电阻器R1、R2、R7～R10和温度上限控制电位器RP3、温度下限控制电位器RP4组成，所述电阻器R10与所述温度测量设定选择开关S连接，所述电阻器R10还并联连接有电阻器R1以及温度下限控制电位器RP4，所述电阻器R1还连接有温度上限控制电位器RP3，所述温度下限控制电位器RP4还连接有电阻器R2，所述温度下限控制电位器RP4的控制端还连接有三端精密稳压器IC3，所述三端精密稳压器IC3还串联连接有发光二极管VL1以及 电阻器R7，所述发光二极管VL1还连接有稳压二极管VS2以及晶闸管VT，所述温度上限控制电位器RP3的控制端还连接有三端精密稳压器IC4，所述三端精密稳压器IC4串联连接有发光二极管VL2以及电阻器R8，所述发光二极管VL2还连接有稳压二极管VS1，所述稳压二极管VS1还连接有晶体管V的基极，所述晶体管V的发射极与所述晶闸管VT以及电阻器R9连接，所述晶闸管VT还并联连接有二极管VD以及继电器K。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述电阻器R1～R6均选用2w的精密金属膜电阻器：R7和R8均选用I W的精密金属膜电阻器。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述电位器RP1～RP5均选用3006型精密多圈电位器。

4.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述温度传感器RT选用WZC型热敏电阻器，在0℃时其阻值应为100Ω。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述稳压二极管VSl和VS2均选用功率为1W的硅稳压二极管。

6.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述晶体管V选用C8050或3DG12型硅NPN晶体管。

7.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述晶闸管VT选用1A、50V的晶闸管。

8.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述三端精密稳压器IC1～IC4均选用TL431或μA431等型号的三端精密稳压集成电路。

9.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述继电器K选用12V小型直流继电器，触头电流容量为3A。

10.根据权利要求1所述的一种低能耗、高精度自动化温控电路，其特征在于：所述温度测量设定选择开关S选用单极拨动开关。