專利名稱：利用溫度檢測電阻進行控溫的調溫設備的線性調溫電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種線性調溫電路，特別涉及一種利用溫度檢測電阻進行控溫的 調溫設備的線性調溫電路。
背景技術：
溫控設備在工業以及消費領域被廣泛使用，在這些設備中，有很多會利用對溫度 敏感的電阻進行測溫和控溫，這些電阻稱為溫度檢測電阻。當溫度變化時，溫度檢測電阻的 阻值隨之發生變化，這一變化被轉換成電信號被控制電路采樣和分析，最后控制加熱或制 冷設備工作或停止以控制溫度。當需要調溫時，利用一個電位器來調節需要控制的溫度。在 這些溫度檢測電阻中，有正溫度系數的電阻，有負溫度系數的電阻，本實用新型涉及的情形 是在需要控制的溫度范圍內，這些電阻的阻值隨溫度變化是線性或者近似線性的。如圖1所示，RH為溫度檢測電阻，通過第一電阻R1和第二電阻R2的分壓提供給 控制電路一個參考電壓Vr，電位器VR和第五電阻R5并聯后與第三電阻R3、第四電阻R4串 聯構成調溫電路，電位器VR和第五電阻R5并聯是因為溫度檢測電阻RH在某些時候(比如 MCH發熱體時，MCH是指將金屬發熱層印刷在陶瓷基層上，然后在1600°C以上共同燒結而成 的陶瓷發熱體)的阻值比較小，一般在100歐姆以內，而考慮到成本問題，電位器VR會采用 比較常用的10k左右阻值的電位器，這樣電位器VR就必須并聯一個小的第五電阻R5以確 保其范圍可以適應溫度檢測電阻RH的變化。通過調溫電路的分壓Vs和參考電壓Vr的比 較，來確定當前工作電路是否需要工作。利用第一電阻R1和第二電阻R2對電源的分壓來 作為參考，是為了消除電源電壓VCC的波動對采樣結果造成影響。最終，分壓Vs和參考電 壓Vr相等時，工作電路停止工作。假設在某一溫度，電位器接入電路的阻值為VR，可以得到溫度到溫度達到設定溫
度時分壓Vs和參考電壓Vr的方程如式⑴和式⑵Vs = VCC* (RH+R4+R5//VR) / (RH+R4+R5//VR+R3)---------(1)Vr = VCC*R2/ (R1+R2)-------------------------------------------------(2)假設Rl = R2，由Vs = Vr可以得到式(3)，RH = R3-R4-R5//VR----------------------------------------------------(3)其中，R5//VR= R5*VR/ (R5+VR)--------------------------------------(4)由式(3)和式⑷可以看出，電位器VR和溫度檢測電阻RH不成線性關系。由于 溫度檢測電阻RH和溫度呈線性變化，所以，電位器VR的變化不能造成溫度的線性變化。由 于絕大多數的電位器是線性的，所以這給用戶帶來不便之處，即電位器轉過相同的位置對 應的溫度變化不同。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種利用溫度檢測電阻進行控溫的調溫 設備的線性調溫電路，其可以線性地調節溫度。[0012]為解決所述技術問題，本實用新型提供了一種利用溫度檢測電阻進行控溫的調溫 設備的線性調溫電路，其包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、電位器 和溫度檢測電阻，第五電阻和電位器并聯后分別與第三電阻、第四電阻串聯，第三電阻與第 一電阻、第二電阻串聯，第四電阻與溫度檢測電阻串聯，其特征在于，該線性調溫電路還包 括上拉電阻，上拉電阻的一端接在第三電阻與第一電阻之間，上拉電阻的另一端與電位器 的滑動端連接。優選地，所述溫度檢測電阻和第二電阻都接地。本實用新型的積極進步效果在于本實用新型可以線性地調節溫度，給用戶帶來 方便。
圖1為現有調溫電路的電路圖。圖2為本實用新型一實施例的電路圖。圖3為本實用新型控制的溫度檢測電阻阻值隨電位器變化曲線的示意圖。圖4為現有調溫電路的溫度檢測電阻阻值隨電位器變化曲線的示意圖。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。如圖2所示，本實用新型利用溫度檢測電阻進行控溫的調溫設備的線性調溫電路 包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、上拉電阻R6、電位 器VR和溫度檢測電阻RH，第五電阻R5和電位器VR并聯后分別與第三電阻R3、第四電阻 R4串聯，第三電阻R3與第一電阻R1、第二電阻R2串聯，第四電阻R4與溫度檢測電阻RH串 聯，溫度檢測電阻RH和第二電阻R2都接地(GND)，上拉電阻R6的一端接在第三電阻R3與 第一電阻R1之間，上拉電阻R6的另一端與電位器VR的滑動端連接。本實用新型和現有技 術的方案相比，主要改變的地方是電位器VR的接入方法變化了，其滑動端不再和一個固定 端相連，而是直接作為分壓Vs接入到控制電路，而且在控制電路和電位器VR之間加了個上 拉電阻R6。上拉電阻R6的目的是在電位器滑片發生故障接觸不良時給分壓Vs—個固定的 電壓，使得控制電路不至于失控，這個可以根據具體情況選擇上拉或者下拉。由于上拉電阻 R6的阻值遠遠大于調溫電路串接后的阻值，所以它對正常工作時分壓Vs的影響很小，以下 分析電位器線性地調節溫度時，把上拉電阻R6忽略不計。假設某時刻電位器VR的滑動端所到的位置左邊部分為a(a彡1)，其中，a表示電 位器滑動端所在位置，最左邊為0，最右邊為1。電位器總阻值為VR，可以計算出到溫時分壓 Vs的方程為式(5)Vs = VCC* [RH+R4+a* (R5//VR) ] / (RH+R4+R3+R5//VR)-------(5)假設Rl = R2，Vs = Vr，由式⑵可得:Vs = Vr = Vcc/2-⑶RH = R3-R4+ (l_2a) * (R5//VR)-------------------------------------------(7)由式(7)可以看出，由于R3、R4及R5//VR為恒定值，所以溫度檢測電阻RH的阻值 和電位器滑動端的位置a呈線性關系，所以電位器可以線性地調節溫度。[0027]假設溫度檢測電阻RH為正溫度系數的溫度檢測電阻，在設定的最高溫時電阻 為Rmax，在設定最低溫時溫度為Rmin，假設Rl = R2，即Vr = VCC/2，要保持分壓Vs等于 VCC/2,當電位器VR在最左端時，溫度檢測電阻RH最大，溫度也最高；電位器VR在最右邊 時，溫度檢測電阻RH最低，溫度也最低。假設這里溫度檢測電阻RH的阻值比較小，在100 歐姆以下，在設定的高低溫內阻值變化為幾十歐姆，所以可以得到第五電阻R5的阻值也不 會大于100歐姆，電位器VR出于成本考慮，采用常用的單圈10k歐姆的電位器，所以VR > > R5，VR//R5的值可以近似為R5。可以得出最高溫時電阻Rmax和設定最低溫時溫度Rmin的式⑶和式(9)，Rmx+R4 = R3+R5-(8)Mn+R4 = R3-R5-(9)根據式(8)和式(9)，可得R5= 1/2 (Rmax-Rmin)，R3-R4 = 1/2 (Rmax+Rmin)。可見第五電阻R5決定了控溫設備的高低溫范圍，第三電阻R3決定了溫度點，第四 電阻R4可以調整了溫度檢測電阻RH的偏移量，作為阻值差異的配平使用。這里假設溫度 檢測電阻RH —致性很好，第四電阻R4可以取消，即為0。假設Rmax = 50ohm(歐姆),Rmin = 30ohm(歐姆)，溫度從100度變化到200度。 可以得到，R5 = 10ohm,R3 = 40ohm。由式(6)可以得到，電位器的滑動端從0到1變化時， 相應溫度檢測電阻RH的變化為RH = 50-20a，具體的溫度隨電位器變化曲線如圖3所示。同樣按照上述條件，由式(3)和式(4)可以得出Rmax = R3，Rmin = R3-R5，再可 以算出 R3 = 50ohm, R5 = 20ohm。如果用現有的調溫電路得到溫度檢測電阻的值為RH = 50_20*VR/(20+VR)，其中 VR的變化為從0到10k，現有的調溫電路控制的溫度隨調溫電位器變化曲線如圖4所示。由 圖4可以看出，用現有的調溫電路，溫度檢測電阻RH的阻值隨電位器VR的變化非常地不線 性，這對用戶來說非常難以使用。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做 出多種變更或修改。因此，本實用新型的保護范圍由所附權利要求書限定。
權利要求一種利用溫度檢測電阻進行控溫的調溫設備的線性調溫電路，其包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、電位器和溫度檢測電阻，第五電阻和電位器并聯后分別與第三電阻、第四電阻串聯，第三電阻與第一電阻、第二電阻串聯，第四電阻與溫度檢測電阻串聯，其特征在于，該線性調溫電路還包括上拉電阻，上拉電阻的一端接在第三電阻與第一電阻之間，上拉電阻的另一端與電位器的滑動端連接。
2.如權利要求1所述的利用溫度檢測電阻進行控溫的調溫設備的線性調溫電路，其特 征在于，所述溫度檢測電阻和第二電阻都接地。
專利摘要本實用新型公開了一種利用溫度檢測電阻進行控溫的調溫設備的線性調溫電路，其包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、電位器和溫度檢測電阻，第五電阻和電位器并聯后分別與第三電阻、第四電阻串聯，第三電阻與第一電阻、第二電阻串聯，第四電阻與溫度檢測電阻串聯，該線性調溫電路還包括上拉電阻，上拉電阻的一端接在第三電阻與第一電阻之間，上拉電阻的另一端與電位器的滑動端連接。本實用新型可以線性地調節溫度，給用戶帶來方便。
文檔編號G05D23/24GK201607654SQ20102011119
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者徐琦, 戴忠偉 申請人:廣芯電子技術(上海)有限公司