CN209982742U - 一种基于三线制热电阻的温控加热系统 - Google Patents
一种基于三线制热电阻的温控加热系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209982742U CN209982742U CN201920176784.1U CN201920176784U CN209982742U CN 209982742 U CN209982742 U CN 209982742U CN 201920176784 U CN201920176784 U CN 201920176784U CN 209982742 U CN209982742 U CN 209982742U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- heating
- module
- voltage signal
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于三线制热电阻的温控加热系统，包括三线制热电阻、加热模块、检测模块和控制模块，三线制热电阻包括热电阻、第一延长线电阻、第二延长线电阻和引线电阻，控制模块中预设有目标电阻对应的DA参考电压值，加热模块用于对热电阻进行加热，检测模块用于检测流经热电阻的当前电流值和第一延长线电阻的另一端的当前电压值，控制模块用于获取热电阻的当前阻值对应的DA当前电压值，并将DA当前电压值与预设的DA参考电压值进行比较得到互补的加热控制PWM信号和检测控制PWM信号，控制模块用于根据加热控制PWM信号和检测控制PWM信号交替控制加热模块及检测模块工作；优点是结构简单、可靠性高、响应时间快。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温控加热系统，尤其是一种基于三线制热电阻的温控加热系统。
背景技术
随着社会的快速发展，科技的不断进步，各行各业对温度控制有着越来越高的要求，故对温度的精准把控已然成为生产过程中的一个极其重要的环节，因此各种各样的智能自动温度控制器随之产生，这些智能自动温度控制器广泛应用在各个领域中，以满足高要求的温度控制。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器，热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量，它的主要特点是测量精度高，性能稳定。目前市场上对热电阻测温存在硬件电路复杂、可靠性低和响应时间慢等缺点。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性高、响应时间快的基于三线制热电阻的温控加热系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于三线制热电阻的温控加热系统，包括三线制热电阻、加热模块、检测模块和设置有第一电压信号检测端的控制模块，所述的三线制热电阻包括热电阻、第一延长线电阻、第二延长线电阻和引线电阻，所述的控制模块中预设有目标电阻对应的DA参考电压值，所述的热电阻的一端与所述的第一延长线电阻的一端连接，所述的热电阻的另一端与所述的第二延长线电阻的一端连接，所述的热电阻的另一端通过所述的引线电阻与所述的第一电压信号检测端连接，所述的第二延长线电阻的另一端接地，所述的第一延长线电阻和所述的第二延长线电阻的阻值相同，所述的第一延长线电阻的另一端分别与所述的加热模块及所述的检测模块连接，所述的加热模块用于通过所述的第一延长线电阻对所述的热电阻进行加热，所述的检测模块用于检测流经所述的热电阻的当前电流值和所述的第一延长线电阻的另一端的当前电压值，所述的控制模块用于根据所述的第一电压信号检测端得到的电压信号、流经所述的热电阻的当前电流值和所述的第一延长线电阻的另一端的当前电压值获取所述的热电阻的当前阻值对应的DA当前电压值，并将DA当前电压值与预设的DA参考电压值进行比较得到互补的加热控制PWM信号和检测控制PWM信号，所述的控制模块用于根据加热控制PWM信号和检测控制PWM信号交替控制所述的加热模块及所述的检测模块工作。
所述的控制模块包括单片机调节电路、第一比较器和第二比较器，所述的单片机调节电路设置有计算模块、第二电压信号检测端、第三电压信号检测端、第一DA电压信号输出端和第二DA电压信号输出端，所述的计算模块中预设有目标电阻对应的DA参考电压值和转换系数，所述的加热模块包括第一MOS管和第一加热电源，所述的检测模块包括精密电阻、二极管、第二MOS管和第二加热电源，所述的第一MOS管的漏极、所述的第一延长线电阻的另一端、所述的精密电阻的一端及所述的第二电压信号检测端连接，所述的第一MOS管的源极与所述的第一加热电源连接，所述的第一MOS管的栅极与所述的第二比较器的输出端连接，所述的精密电阻的另一端、所述的二极管的负极及所述的第三电压信号检测端连接，所述的二极管的正极与所述的第二MOS管的漏极连接，所述的第二MOS管的源极与所述的第二加热电源连接，所述的第二MOS管的栅极与所述的第一比较器的输出端连接，所述的计算模块用于将根据所述的第一电压信号检测端得到的电压信号、所述的第二电压信号检测端得到的电压信号和所述的第三电压信号检测端得到的电压信号获取所述的热电阻的当前电阻与预设的转换系数相乘，得到对应的DA当前电压值并由所述的第一DA电压信号输出端发送至所述的第一比较器的正极输入端和所述的第二比较器的负极输入端，所述的第二DA电压信号输出端用于发送预设的DA参考电压值至所述的第一比较器的负极输入端和所述的第二比较器的正极输入端。该结构中，当第一DA电压信号大于第二DA电压信号时，第一比较器输出高电平，第二MOS管导通，检测模块检测流经热电阻的当前电流值和第一延长线电阻的另一端的当前电压值，第二比较器输出低电平，第一MOS管截止，加热模块不加热；当第一DA电压信号小于第二DA电压信号时，第一比较器输出低电平，第二MOS管截止，检测模块不检测，第二比较器输出高电平，第一MOS管导通，加热模块通过第一延长线电阻对热电阻进行加热，以实现交替控制加热模块及检测模块工作，使热电阻维持在相对稳定的温度。
所述的精密电阻为铂热电阻。该结构中，铂热电阻测量精确度高。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于在逻辑层面优化了热电阻检测的电路，通过闭环调节达到精确控温的目的，即将DA当前电压值与DA参考电压值进行比较，得到互补的加热控制PWM信号和检测控制PWM信号，控制模块再根据加热控制PWM信号和检测控制PWM信号交替控制加热模块及检测模块工作，实现加热模块与检测模块的互补运行，本实用新型使用的电子元器件较少、可靠性高、响应时间快。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构图。
图中：1、单片机调节电路；11、计算模块。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例一：如图所示，一种基于三线制热电阻的温控加热系统，包括三线制热电阻、加热模块、检测模块和设置有第一电压信号检测端AD1的控制模块，三线制热电阻包括热电阻Rh、第一延长线电阻Ra、第二延长线电阻Rb和引线电阻r，控制模块中预设有目标电阻对应的DA参考电压值，热电阻Rh的一端与第一延长线电阻Ra的一端连接，热电阻Rh的另一端与第二延长线电阻Rb的一端连接，热电阻Rh的另一端通过引线电阻r与第一电压信号检测端AD1连接，第二延长线电阻Rb的另一端接地，第一延长线电阻Ra和第二延长线电阻Rb的阻值相同，第一延长线电阻Ra的另一端分别与加热模块及检测模块连接，加热模块用于通过第一延长线电阻Ra对热电阻Rh进行加热，检测模块用于检测流经热电阻Rh的当前电流值和第一延长线电阻Ra的另一端的当前电压值，控制模块用于根据第一电压信号检测端AD1得到的电压信号、流经热电阻Rh的当前电流值和第一延长线电阻Ra的另一端的当前电压值获取热电阻Rh的当前阻值对应的DA当前电压值，并将DA当前电压值与预设的DA参考电压值进行比较得到互补的加热控制PWM信号PWM_H和检测控制PWM信号PWM_NH，控制模块用于根据加热控制PWM信号PWM_H和检测控制PWM信号PWM_NH交替控制加热模块及检测模块工作。
实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于控制模块包括单片机调节电路1、第一比较器U1和第二比较器U2，单片机调节电路1设置有计算模块11、第二电压信号检测端AD2、第三电压信号检测端AD3、第一DA电压信号输出端DA1和第二DA电压信号输出端DA2，计算模块11中预设有目标电阻对应的DA参考电压值和转换系数，加热模块包括第一MOS管Q1和第一加热电源V_heat，检测模块包括精密电阻R1、二极管D1、第二MOS管Q2和第二加热电源V_measure，第一MOS管Q1的漏极、第一延长线电阻Ra的另一端、精密电阻R1的一端及第二电压信号检测端AD2连接，第一MOS管Q1的源极与第一加热电源V_heat连接，第一MOS管Q1的栅极与第二比较器U2的输出端连接，精密电阻R1的另一端、二极管D1的负极及第三电压信号检测端AD3连接，二极管D1的正极与第二MOS管Q2的漏极连接，第二MOS管Q2的源极与第二加热电源V_measure连接，第二MOS管Q2的栅极与第一比较器U1的输出端连接，计算模块11用于将根据第一电压信号检测端AD1得到的电压信号、第二电压信号检测端AD2得到的电压信号和第三电压信号检测端AD3得到的电压信号获取热电阻Rh的当前电阻与预设的转换系数相乘，得到对应的DA当前电压值并由第一DA电压信号输出端DA1发送至第一比较器U1的正极输入端和第二比较器U2的负极输入端，第二DA电压信号输出端DA2用于发送预设的DA参考电压值至第一比较器U1的负极输入端和第二比较器U2的正极输入端。其中，控制模块也可采用PID算法，通过对热电阻Rh当前阻值与目标阻值进行比较，输出两路互补的PWM控制信号分别控制第一MOS管Q1和第二MOS管Q2交替通断，从而使对热电阻Rh的加热状态和检测状态交替进行。
本实施例中，精密电阻R1为铂热电阻。
以上实施例的工作原理为：当第一DA电压信号大于第二DA电压信号时，第一比较器U1输出高电平，第二MOS管Q2导通，检测模块检测流经热电阻Rh的当前电流值和第一延长线电阻Ra的另一端的当前电压值，第二比较器U2输出低电平，第一MOS管Q1截止，加热模块不工作；当第一DA电压信号小于第二DA电压信号时，第一比较器U1输出低电平，第二MOS管Q2截止，检测模块不工作，第二比较器U2输出高电平，第一MOS管Q1导通，加热模块通过第一延长线电阻Ra对热电阻Rh进行加热。
Claims (3)
1.一种基于三线制热电阻的温控加热系统，其特征在于包括三线制热电阻、加热模块、检测模块和设置有第一电压信号检测端的控制模块，所述的三线制热电阻包括热电阻、第一延长线电阻、第二延长线电阻和引线电阻，所述的控制模块中预设有目标电阻对应的DA参考电压值，所述的热电阻的一端与所述的第一延长线电阻的一端连接，所述的热电阻的另一端与所述的第二延长线电阻的一端连接，所述的热电阻的另一端通过所述的引线电阻与所述的第一电压信号检测端连接，所述的第二延长线电阻的另一端接地，所述的第一延长线电阻和所述的第二延长线电阻的阻值相同，所述的第一延长线电阻的另一端分别与所述的加热模块及所述的检测模块连接，所述的加热模块用于通过所述的第一延长线电阻对所述的热电阻进行加热，所述的检测模块用于检测流经所述的热电阻的当前电流值和所述的第一延长线电阻的另一端的当前电压值，所述的控制模块用于根据所述的第一电压信号检测端得到的电压信号、流经所述的热电阻的当前电流值和所述的第一延长线电阻的另一端的当前电压值获取所述的热电阻的当前阻值对应的DA当前电压值，并将DA当前电压值与预设的DA参考电压值进行比较得到互补的加热控制PWM信号和检测控制PWM信号，所述的控制模块用于根据加热控制PWM信号和检测控制PWM信号交替控制所述的加热模块及所述的检测模块工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于三线制热电阻的温控加热系统，其特征在于所述的控制模块包括单片机调节电路、第一比较器和第二比较器，所述的单片机调节电路设置有计算模块、第二电压信号检测端、第三电压信号检测端、第一DA电压信号输出端和第二DA电压信号输出端，所述的计算模块中预设有目标电阻对应的DA参考电压值和转换系数，所述的加热模块包括第一MOS管和第一加热电源，所述的检测模块包括精密电阻、二极管、第二MOS管和第二加热电源，所述的第一MOS管的漏极、所述的第一延长线电阻的另一端、所述的精密电阻的一端及所述的第二电压信号检测端连接，所述的第一MOS管的源极与所述的第一加热电源连接，所述的第一MOS管的栅极与所述的第二比较器的输出端连接，所述的精密电阻的另一端、所述的二极管的负极及所述的第三电压信号检测端连接，所述的二极管的正极与所述的第二MOS管的漏极连接，所述的第二MOS管的源极与所述的第二加热电源连接，所述的第二MOS管的栅极与所述的第一比较器的输出端连接，所述的计算模块用于将根据所述的第一电压信号检测端得到的电压信号、所述的第二电压信号检测端得到的电压信号和所述的第三电压信号检测端得到的电压信号获取所述的热电阻的当前电阻与预设的转换系数相乘，得到对应的DA当前电压值并由所述的第一DA电压信号输出端发送至所述的第一比较器的正极输入端和所述的第二比较器的负极输入端，所述的第二DA电压信号输出端用于发送预设的DA参考电压值至所述的第一比较器的负极输入端和所述的第二比较器的正极输入端。
3.根据权利要求2所述的一种基于三线制热电阻的温控加热系统，其特征在于所述的精密电阻为铂热电阻。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920176784.1U CN209982742U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种基于三线制热电阻的温控加热系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920176784.1U CN209982742U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种基于三线制热电阻的温控加热系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209982742U true CN209982742U (zh) | 2020-01-21 |
Family
ID=69252776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920176784.1U Active CN209982742U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 一种基于三线制热电阻的温控加热系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209982742U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114138034A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-04 | 中国科学技术大学 | 可编程pwm微热板控温系统 |
-
2019
- 2019-01-31 CN CN201920176784.1U patent/CN209982742U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114138034A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-04 | 中国科学技术大学 | 可编程pwm微热板控温系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102722197B (zh) | 一种自校准的温度控制装置及方法 | |
| CN105699775B (zh) | Igbt耦合热阻抗的离散化方波提取方法及装置 | |
| CN101860322B (zh) | 自动跟随温度控制晶体振荡器 | |
| EP3239675A1 (en) | Apparatus for correcting of temperature measurement signal | |
| CN112364591A (zh) | SiC MOSFET结温实时动态预测方法及电压检测电路 | |
| CN101769800A (zh) | 基于arm的高精度温度校验方法及仪器 | |
| CN109375291B (zh) | 一种适用于探空仪的温度气压与湿度测量装置及方法 | |
| CN102620781A (zh) | 热式流量传感器 | |
| CN209982742U (zh) | 一种基于三线制热电阻的温控加热系统 | |
| CN108536212A (zh) | 一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法 | |
| CN109375670A (zh) | 无温度传感器的闭环温度控制系统及闭环温度控制方法 | |
| CN101149403A (zh) | 一种通过电热转换传感测量电流的方法及专用电热转换传感器 | |
| CN105466460A (zh) | 生物传感器的电路温度漂移补偿系统及方法 | |
| CN104897966A (zh) | 一种氮氧传感器芯片铂电阻零度阻值检测系统及方法 | |
| CN201680927U (zh) | 基于arm的高精度温度校验仪 | |
| CN110069031A (zh) | 一种高温敏感型压力传感控制系统与方法 | |
| CN115561609A (zh) | 一种应用于SiC功率器件的温度采样方法、装置及系统 | |
| CN115792395A (zh) | 一种半导体型气体传感器气体选择性增强方法 | |
| CN213336535U (zh) | 温度检测电路及家用电器 | |
| CN112965019B (zh) | 一种大功率分流器多维智能补偿方法 | |
| CN112882505A (zh) | 温度保护信号生成电路及温度保护点修调方法 | |
| CN214751554U (zh) | 温度保护信号生成电路 | |
| CN217849697U (zh) | 一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台 | |
| CN205483302U (zh) | 低功耗温度传感系统 | |
| CN205528785U (zh) | 一种大功率加热的pcr仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Zhejiang Beimeng New Energy Technology Co.,Ltd. Assignor: Ningbo University Contract record no.: X2022980026251 Denomination of utility model: A temperature controlled heating system based on three wire resistance Granted publication date: 20200121 License type: Common License Record date: 20221212 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |