CN2731511Y

CN2731511Y - 一种用于培养箱的超温保护电路板

Info

Publication number: CN2731511Y
Application number: CN 200420082480
Authority: CN
Inventors: 吴峻; 钱卫华; 孙大炜
Original assignee: Shanghai Lishen Scientific Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Lishen Scientific Equipment Co Ltd
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2014-09-02

Abstract

本实用新型涉及一种用于培养箱的超温保护电路板其特征在于，由微处理器电路、A/D& D/A基准电路、温度显示的温度检测放大电路、超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路、A/D转换电路、温度信号比较电路、超温控制机构电路组成，本实用新型通过测量反馈给微处理器，可以及时有效的和培养箱主温控系统进行数据比较，当误差变大后将报警提示，有效提高了培养箱温度控制的可靠性，保护了培养物的安全。本实用新型的优点是提高了培养箱超温保护控制精度。

Description

一种用于培养箱的超温保护电路板

技术领域

本实用新型涉及一种用于培养箱的超温保护电路板，可用于各种培养箱的超温控制，属于培养箱技术领域。

背景技术

目前，培养箱用超温保护器的实现方式主要有3种：

第一种是使用纯机械的温度保护方式。比如使用液涨式温度控制器，或者使用双金属片温度控制器。这些方法，由于使用的是纯机械的温控方式，精度都比较差。一般的控制精度大于2℃。

第二种是使用电阻式温度传感器配合线性调节电位器、纯分立式电子元件等组成一个电子温度控制器。通过调节电位器刻度达到温度控制的目的，精度比机械式温度控制器高，但调试不方便。一般的控制精度约1-2℃。

第三种方式是通过一个数字温度传感器，直接对温度进行控制，具有使用方便的特点，但是由于控制精度受数字温度传感器的特性决定了其无法进一步提高控制精度。一般的控制精度约0.5-2℃。

发明内容

本实用新型的目的是发明一种提高培养箱超温保护控制精度的用于培养箱的超温保护电路板。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，由微处理器电路、A/D&D/A基准电路、温度显示的温度检测放大电路、超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路、A/D转换电路、温度信号比较电路、超温控制机构电路组成，微处理器电路的U1SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543连接A/D转换电路，微处理器电路的SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN连接温度设置控制电路，微处理器电路的OVER_TEMP连接超温控制机构电路，A/D&D/A基准电路的VREF连接温度检测放大电路、温度检测放大电路和温度设置控制电路，A/D&D/A基准电压的ADVREF连接A/D转换电路，温度显示的温度检测放大电路和超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路分别与A/D转换电路连接，温度设置控制电路与温度信号比较电路连接，温度信号比较电路和超温控制机构电路连接。

本实用新型一般可以精确到0.1℃，较高的温控精度可以更好地保护培养物，特别是部分细胞，如果温度超过1℃，生长就会受到抑制甚至就会死亡，并且通过测量反馈给微处理器，可以及时有效的和培养箱主温控系统进行数据比较，当误差变大后将报警提示，有效提高了培养箱温度控制的可靠性，保护了培养物的安全。

本实用新型的优点是提高了培养箱超温保护控制精度。

附图说明

图1为用于培养箱的超温保护电路板示意图；

图2为微处理器电路示意图；

图3为A/D&D/A基准电路示意图；

图4为温度显示的温度检测放大电路示意图；

图5为超温保护的温度检测放大电路示意图；

图6为温度设置控制电路示意图；

图7为A/D转换电路示意图；

图8为温度信号比较电路示意图；

图9为超温控制机构电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1所示，为用于培养箱的超温保护电路板示意图，由微处理器电路、A/D&D/A基准电路、温度显示的温度检测放大电路、超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路、A/D转换电路、温度信号比较电路、超温控制机构电路组成。

如图2所示，为微处理器电路示意图，所述的微处理器电路由微处理器U1、复位电路U11、晶振Y1、电容C1、C2组成，复位电路U11的6、7脚连接微处理器U1的8、9脚，微处理器U1的OS1和OS2连接晶振Y1与电容C1、C2并联。其主要功能是控制程序的执行、数据采集、运算、状态检测、控制输出等任务。微处理器U1的控制信号线：SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543控制A/D转换器的工作；微处理器U1的控制信号线：SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN控制超温设定的温度设置控制电路和D/A转换器的工作；OVER_TEMP信号线是超温控制机构电路的超温保护动作信号。

如图3所示，为A/D&D/A基准电路示意图，所述的A/D&D/A基准电路由基准电源U6、运放U5、电容C21、C17、电阻R26-R28组成，基准电源U6与电容C21、C17组成一个回路，构成VREF电压，通过运放U5和电阻R26-R28组成的回路，构成ADVREF电压。基准电压VREF供给显示温度的温度检测放大电路、超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路用；基准电压ADVREF+供给A/D转换电路用，构成A/D转换器的高端基准电压。

如图4所示，为温度显示的温度检测放大电路示意图，所述的温度显示的温度检测放大电路由3个放大器U9C、U9D、U10B、9个电阻R11-R19、5个电容C9-C13、C20和1个AT2组成，U9C、R11、R12、R13、AT2、C9、C20组成第一级差分放大器；U9D、C10组成射随器；U10B、R16、R17、R18、R19、C11、C12组成第二级差分放大器；R20、C13组成简单的RC滤波器，最后输出电压ATP_V送给A/D转换器的输入端。R14、R15分别用于校准低端(0℃)、高端(50℃)时的输出电压。

如图5所示，为超温保护的温度检测放大电路示意图，所述的超温保护的温度检测放大电路由3个放大器U9A、U9B、U10A、11个电阻R1-R10、R21、6个电容C4-C8、C19和AT1组成U9A、R1、R2、R3、R4、AT1、C4、C19组成第一级差分放大器；U9B、C5组成射随器；U10A、R7、R8、R9、R10、C6、C7组成第二级差分放大器；R21、C8组成简单的RC滤波器，最后输出电压OLTP_V送给A/D转换器的输入端。R5、R6分别用于校准低端(0℃)、高端(50℃)时的输出电压。

如图6所示，为温度设置控制电路示意图，所述的温度设置控制电路由10Bit串行接口的D/A转换器U3、电容C14、C15组成，R22、C16组成简单的RC滤波器；输出电压OHTP_V送给A/D转换器的输入端；输出电压OHTEMP送给温度信号比较电路的输入端；SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN与微处理器电路相连。

如图7所示，为A/D转换电路示意图，所述的A/D转换电路由12Bit串行接口的模数转换器U2和电容C3、C18组成，SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543与微处理器电路相连。

如图8所示，为温度信号比较电路示意图，所述的温度信号比较电路由运算放大器U4、电阻R23、R24、R25和电容C23组成电压比较器，与超温控制机构电路连接。

如图9所示，为超温控制机构电路示意图，所述的超温控制机构电路由反向器U7A、U7B、同向器U2A、光电耦合器O1、三极管Q1、电阻R29-R31、电容C22、二极管D1和继电器K1组成，反向器U7A与温度信号比较电路连接，U7B与微处理器电路连接，继电器K1与加热电源连接。

将8块电路连接组成用于培养箱的超温保护电路板，微处理器电路的U1SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543连接A/D转换电路，微处理器电路的SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN连接温度设置控制电路，微处理器电路的OVER_TEMP连接超温控制机构电路，A/D&D/A基准电路的VREF连接温度检测放大电路、温度检测放大电路和温度设置控制电路，A/D&D/A基准电压的ADVREF连接A/D转换电路，温度显示的温度检测放大电路和超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路分别与A/D转换电路连接，温度设置控制电路与温度信号比较电路连接，温度信号比较电路和超温控制机构电路连接。

工作时安装于培养箱的高精度铂电阻温度传感器将测量的信号传给A/D转换电路，通过转换后反馈给微处理器，可以及时和培养箱主温控系统进行数据比较，当超温设置温度的电压VOHTEMP大于测量温度的电压Votemp时，温度信号比较电路输出一个高电平信号(HEAT_P)去驱动超温控制机构电路接通加热电源，反之当超温设置温度的电压VOHTEMP小于测量温度的电压Votemp时，温度信号比较电路输出一个低电平信号(HEAT_P)去驱动超温控制机构电路切断加热电源。并给微处理器电路送出一个信号：OVER_TEMP，表示超温保护已动作，由微处理器电路发出声、光报警或其他输出信号。

Claims

1.一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，由微处理器电路、A/D&D/A基准电路、温度显示的温度检测放大电路、超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路、A/D转换电路、温度信号比较电路、超温控制机构电路组成，微处理器电路的U1SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543连接A/D转换电路，微处理器电路的SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN连接温度设置控制电路，微处理器电路的OVER_TEMP连接超温控制机构电路，A/D&D/A基准电路的VREF连接温度检测放大电路、温度检测放大电路和温度设置控制电路，A/D&D/A基准电压的ADVREF连接A/D转换电路，温度显示的温度检测放大电路和超温保护的温度检测放大电路、温度设置控制电路分别与A/D转换电路连接，温度设置控制电路与温度信号比较电路连接，温度信号比较电路和超温控制机构电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的微处理器电路由微处理器U1、复位电路U11、晶振Y1、电容C1、C2组成，复位电路U11的6、7脚连接微处理器U1的8、9脚，微处理器U1的OS1和OS2连接晶振Y1与电容C1、C2并联。

3.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的A/D&D/A基准电路由基准电源U6、运放U5、电容C21、C17、电阻R26-R28组成，基准电源U6与电容C21、C17组成一个回路，构成VREF电压，通过运放U5和电阻R26-R28组成的回路，构成ADVREF电压。

4.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的温度显示的温度检测放大电路由3个放大器U9C、U9D、U10B、9个电阻R11-R19、5个电容C9-C13、C20和1个AT2组成，U9C、R11、R12、R13、AT2、C9、C20组成第一级差分放大器；U9D、C10组成射随器；U10B、R16、R17、R18、R19、C11、C12组成第二级差分放大器；R20、C13组成简单的RC滤波器，最后输出电压ATP_V送给A/D转换器的输入端。

5.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的超温保护的温度检测放大电路由3个放大器U9A、U9B、U10A、11个电阻R1-R10、R21、6个电容C4-C8、C19和AT1组成，U9A、R1、R2、R3、R4、AT1、C4、C19组成第一级差分放大器；U9B、C5组成射随器；U10A、R7、R8、R9、R10、C6、C7组成第二级差分放大器；R21、C8组成简单的RC滤波器，最后输出电压OLTP_V送给A/D转换器的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的温度设置控制电路由10Bit串行接口的D/A转换器U3、电容C14、C15组成，R22、C16组成简单的RC滤波器；输出电压OHTP_V送给A/D转换器的输入端；输出电压OHTEMP送给温度信号比较电路的输入端；SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、OTEST_EN与微处理器电路相连。

7.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的A/D转换电路由12Bit串行接口的模数转换器U2和电容C3、C18组成，SPI_CLK、SPI_DIN、SPI_DOUT、EN_2543、EOC_2543与微处理器电路相连。

8.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的温度信号比较电路由运算放大器U4、电阻R23、R24、R25和电容C23组成电压比较器，与超温控制机构电路连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于培养箱的超温保护电路板，其特征在于，所述的超温控制机构电路由反向器U7A、U7B、同向器U2A、光电耦合器O1、三极管Q1、电阻R29-R31、电容C22、二极管D1和继电器K1组成，反向器U7A与温度信号比较电路连接，U7B与微处理器电路连接，继电器K1与加热电源连接。