溫度跟隨控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種溫度跟隨控制電路，應用于紅外瞄準器零位校正儀，能為其提供穩定的紅外光源。本電路結合PTC熱敏電阻器與溫度控制傳感器的特性，用于對環境溫度進行準確快速的溫度跟隨控制。
【背景技術】
[0002]傳統的溫度跟隨控制電路一般由溫度測量部分和溫度控制部分組成。溫度測量部分主要用來接收當前系統中的溫度，然后發送到控制部分；溫度跟隨控制部分主要是用來控制外部升降溫系統的，他接受來自溫度測量部分的信號，然后與所要控制的溫度信號進行比較，從而決定是否升降溫。
[0003]自然界中，任何高于絕對零度的物體都在不停地向外輻射能量，包括固體、氣體和液體等都存在這種現象，這種向外輻射的能量即為紅外線。任何物體只要條件滿足，均可以作為提供紅外光源的材料。本系統選用PTC熱敏電阻器作為紅外輻射源的加熱材料，PTC熱敏電阻器俗稱自恢復式保險絲，是一種具有正溫度系數特性的熱敏電阻。當其通電之后，因為自熱，導致元件本體溫度上升，電阻值進入躍變區，電流迅速下降，于是恒溫加熱，PTC熱敏電阻器的表面溫度持續保持恒定值。并且該溫度只與PTC熱敏電阻器的居里溫度和外界電壓的通斷有關，與環境溫度基本無關，由材料特性決定。在中小功率加熱場合，PTC熱敏電阻器具有恒溫發熱、無明火、熱轉換率高、受電源電壓影響極小，自然壽命長等傳統發熱器件無法比擬的優勢，成為當今發展迅速的電子元件之一。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的在于使用PTC熱敏電阻器，構成溫度跟隨控制電路，完成對環境溫度快速高效的恒溫差跟隨控制，為紅外瞄準鏡零位校正儀提供穩定的紅外光源。
[0005]本實用新型的主要部件有:PTC熱敏電阻器、PTC電阻溫度傳感器、環境溫度傳感器、運放電路和電源。所述運放電路包括運算放大器和場效應管；PTC電阻溫度傳感器和環境溫度傳感器分別串聯固定阻值的電阻，再分別接入運算放大器的兩個比較輸入端，運算放大器的輸出端連接場效應管的控制極控制通斷信號，場效應管作為開關連接在電源和PTC熱敏電阻器之間，場效應管根據通斷信號控制PTC熱敏電阻器的加熱。
[0006]其中，所述PTC熱敏電阻器和PTC電阻溫度傳感器位于加熱端，PTC熱敏電阻器和PTC電阻溫度傳感器表面緊貼，保證探測溫度的準確。所述環境溫度傳感器和運放電路位于控制端。PTC電阻溫度傳感器、環境溫度傳感器使用熱敏電阻，分別探測PTC熱敏電阻器的表面溫度和環境溫度。
[0007]本實用新型的優點是:使用簡潔的運放電路、少量受溫度影響的電子器件對溫度進行控制，結合PTC熱敏電阻器的相關特性，能快速穩定地實現溫度跟隨控制，并且能明顯地降低功耗，延長工作時間。PTC熱敏電阻器到達其居里溫度值，能夠保持恒溫，通過器件選型，把恒溫溫度控制在70°C，能有效地對電路進行防過溫保護。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的電路框圖。
【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述。
[0010]本實用新型包括加熱端和控制端兩個部分。加熱端由PTC熱敏電阻器及其溫度傳感器組成，控制端由環境溫度傳感器、運放電路組成。運放電路主要包括運算放大器和場效應管，如圖1所示。
[0011]環境溫度傳感器安裝在整個電路的控制端，用來探測電路所處的環境溫度；PTC電阻溫度傳感器緊貼PTC電阻加熱器的表面，測量其表面溫度。兩個溫度傳感器分別串聯固定阻值的電阻，接在運算放大器的輸入端。運算放大器的輸出端連接場效應管的控制極，判斷上述兩個溫度值的大小，控制通斷信號；場效應管起到開關作用，連接在電源和PTC熱敏電阻器之間，根據通斷信號控制加熱。
[0012]兩塊溫度傳感器使用熱敏電阻，溫度改變會改變其電阻阻值。兩個熱敏電阻分別與固定阻值的電阻串聯在電路中，提供電壓，通過分壓原理，得出連接點的電壓值，用來表示熱敏電阻探得的溫度大小。通過更改電路中固定電阻的阻值，可以改變連接點的電壓，間接地改變兩溫度之間的差值，實現溫度跟隨控制。運放電路對兩路電壓值進行比較，控制加熱信號的通斷。加熱信號連接到PTC熱敏電阻器，提供電壓使其加熱工作。由于PTC熱敏電阻器的工作電壓范圍很大，加熱溫度和電壓大小無關，加熱迅速，其能很快到達設置溫度點，通過電壓通斷控制加熱，能保持溫度變化在一個很小的范圍內，提供穩定的紅外光源。
[0013]根據溫度傳感器的特性曲線以及分壓公式選取適當阻值的固定電阻，來設置所需的溫度差。接通總電源，位于上級的運算放大器則對兩路輸入電壓進行比較，發送通斷信號。下級的場效應管連接加熱電源，通過接收通斷信號對電源進行控制。接通電源的PTC熱敏電阻器能快速地進行加熱，并迅速穩定，保持和環境有一個穩定的溫差。當環境溫度改變時，PTC熱敏電阻器的溫度也能相應改變，維持在一個穩定的溫差范圍內，保障提供的紅外光源亮度穩定、適宜，避免出現過暗或過亮的情況。
[0014]PTC熱敏電阻器只受加熱電源的通斷控制，具體的選型根據所需工作的環境溫度選擇，保證PTC熱敏電阻器的恒溫溫度略高于正常工作范圍，并且能起到保護電路的作用。
【主權項】
1.溫度跟隨控制電路，其特征是，包括:PTC熱敏電阻器、PTC電阻溫度傳感器、環境溫度傳感器、運放電路和電源，所述運放電路包括運算放大器和場效應管；PTC電阻溫度傳感器和環境溫度傳感器分別串聯固定阻值的電阻，再分別接入運算放大器的兩個比較輸入端，運算放大器的輸出端連接場效應管的控制極控制通斷信號，場效應管作為開關連接在電源和PTC熱敏電阻器之間，場效應管根據通斷信號控制PTC熱敏電阻器的加熱。2.如權利要求1所述的溫度跟隨控制電路，其特征是:所述PTC熱敏電阻器和PTC電阻溫度傳感器位于加熱端，PTC熱敏電阻器和PTC電阻溫度傳感器表面緊貼，所述環境溫度傳感器和運放電路位于控制端。3.如權利要求1所述的溫度跟隨控制電路，其特征是:所述PTC電阻溫度傳感器、環境溫度傳感器使用熱敏電阻，分別探測PTC熱敏電阻器的表面溫度和環境溫度。
【專利摘要】本實用新型涉及一種溫度跟隨控制電路，包括：PTC熱敏電阻器，PTC電阻溫度傳感器，環境溫度傳感器，運放電路以及電源。所述運放電路包括運算放大器和場效應管；PTC電阻溫度傳感器和環境溫度傳感器分別串聯固定阻值的電阻，再分別接入運算放大器的兩個比較輸入端，運算放大器的輸出端連接場效應管的控制極控制通斷信號，場效應管作為開關連接在電源和PTC熱敏電阻器之間，場效應管根據通斷信號控制PTC熱敏電阻器的加熱。本實用新型的優點是：使用簡潔的運放電路、少量受溫度影響的電子器件對溫度進行控制，結合PTC熱敏電阻器的相關特性，能快速穩定地實現溫度跟隨控制，并且能明顯地降低功耗，延長工作時間。
【IPC分類】G05D23/24
【公開號】CN204679882
【申請號】CN201520403460
【發明人】薛晉生, 陳旭輝, 方東, 董高慶
【申請人】無錫市星迪儀器有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月11日