器件当前环温过热或者制冷电流达到极高端，极高端电流为1A，则通过1电平向单片机及其附属电路模块发送减档信号，同时发送跳档使能信号；如果探头内的器件当前环温过冷或者制冷电流达到极低端。极低端电流为0.05A，则通过1电平向单片机及其附属电路模块发送升档信号，同时发送跳档使能信号；否则不需要跳档不执行任何动作。
[0056]得到需要跳档的结论之后，上位机发送升档或减档的三路I/O高低电平信号给单片机及其附属电路模块，升减档用三个I/o电平信号实现，具体为:三个I/O高低电平分别用“ 101”和“010”来执行升档和降档，“ 110”为跳档有效命令，在发送完升档和降档命令之后一定的间隔内发送“110”。
[0057]当上位机连续三次发送跳档命令失败后，判断为1电平信号发生故障。
[0058]步骤六上位机发出命令，单片机及其附属电路模块判断接收到升档或降档的信号和跳档使能信号是否有效，如果有效，执行跳档进入步骤七，否则，单片机及其附属电路模块不做任何动作。
[0059]在当前默认的A档下进行升档或降档，使得制冷温度升高或降低。上位机采集到制冷温度发生调整后，则系统判断跳档成功，进入下一个侦听阶段。
[0060]步骤七、单片机及其附属电路模块根据升降档命令，输送加减档后的控温数字信号给D/A电路模块，调整后输出的制冷控制电压给控制电路模块；
[0061]步骤八、控制电路模块对制冷控制电压和步骤四中器件温度调理电路模块输出的电压进行比较，得到电压差值信号，输出给驱动与功率输出模块。
[0062]具体为:步骤四中器件温度调理电路模块根据稳定的制冷控制电流输出电压值为V,步骤七中D/A电路模块输出的制冷控制电压为V0，通过控制电路模块中的比较器进行比较，减法器进行作差，如果光子器件温度不变，比较器输出为O ;否则，光子器件温度有变化，比较器输出电压差值V’，该电压差值V’有正有负，输送到驱动与功率输出模块的电压为V0+V’，通过驱动与功率输出模块将增大或减小的电压转变成电流，使制冷电流增大或减小，从而影响到光子器件的制冷温度，实现控温。
[0063]步骤九、驱动与功率输出模块对电压差值信号进行电压转换和恒流处理，得到稳定的制冷控制电流输送给光子器件。
[0064]步骤十、制冷温度代码存储模块存储多个档位的固定温度代码值。
[0065]整个制冷控制的过程由制冷板硬件负反馈微调和制冷板上单片机程序定向加减档控制相结合，达到精准、可靠和宽范围的控温效果。
[0066]采用加减档的制冷控制方法之后，仅需要两个不同的信号就可以控制，且控制的制冷温度档位更多，能够保证探头的测温精度和稳定性。另外，还使用了其中一个作为判断是否跳档的使能信号，防止由于某个1 口出现问题发送错误跳档的命令。
[0067]本发明采用三个1电平信号发送加减档命令的控制方法，通过多个档位进行器件制冷温度的区分，加入了升降档位和容错校验位的办法，使制冷的温度经过三个1通道就能实现多个制冷温度的控制，达到了可靠、精准和宽范围控温的技术效果，具有制冷控温简单、可靠和精准的优势，对轴温探测系统的测温精度有重要意义。
【主权项】
1.一种探头制冷控温装置，其特征在于，包括上位机、制冷控制板和光子探头，光子探头内含半导体制冷的光子器件； 上位机通过1电缆连接制冷控制板；在上位机发送跳档命令给制冷控制板后，上位机接着发送跳档使能信号给制冷控制板，用于确定该跳档命令有效；所述的跳档命令和跳档使能信号都是三位I/o高低电平信号； 制冷控制板得到跳档命令和跳档使能信号后，给光子器件输出相应档位的制冷控制电流，使得光子器件达到相对稳定的制冷温度，光子器件将制冷温度信号反馈到制冷控制板和上位机； 制冷控制板包括:单片机及其附属电路模块，D/A电路模块，控制电路模块，驱动与功率输出模块，制冷温度代码存储模块和器件温度调理电路模块； 其中，单片机及其附属电路模块包括:单片机、外部晶振、保护电路和接口电路；控制电路模块包括比较器、跟随器和减法器；驱动与功率输出模块包括电源转换电路和恒流电路； 制冷控制板输出默认档位的制冷控制电流给光子器件；光子器件将制冷控制电流输送给制冷控制板的器件温度调理电路模块和上位机；器件温度调理电路模块根据制冷控制电流输出电压值给控制电路模块；上位机根据光子器件的温度，判断是否需要跳档，如果执行跳档，上位机发出跳档命令；单片机及其附属电路模块根据跳档命令，输送加减档后的控温数字信号给D/A电路模块，D/A电路模块进行信号转化输出对应的制冷控制电压信号给控制电路模块；控制电路模块对制冷控制电压和器件温度调理电路模块输出的电压进行比较，得到电压差值信号，输出给驱动与功率输出模块；驱动与功率输出模块对电压差值信号进行电压转换和恒流处理，得到稳定的制冷控制电流输送给光子器件。2.如权利要求1所述的一种探头制冷控温装置，其特征在于，所述的上位机，发送三位I/O高低电平信号“ 101”来控制升档，发送三位I/O高低电平信号“010”来控制减档，跳档使能信号为三位I/O高低电平信号“110”。3.应用权利要求1所述的探头制冷控温装置的制冷控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、初始化，上位机发送默认档位给制冷控制板； 步骤二、制冷控制板输出默认档位的制冷控制电流给光子器件； 步骤三、光子器件将制冷控制电流输送给制冷控制板的器件温度调理电路模块和上位机； 步骤四、器件温度调理电路模块根据制冷控制电流输出电压值给控制电路模块； 步骤五、上位机根据光子器件的温度，判断是否需要跳档，如果光子器件当前环温过热、过冷或者制冷电流达到极端，执行跳档进入步骤六，否则，上位机不执行任何动作； 根据启动时的环温温度阈值来判断环温是否过热或过冷；当环温长期大于启动时的环温温度阈值30度时，判断为过热；当环温长期小于启动时的环温温度阈值25度时，判断为过冷； 步骤六:上位机发出命令，单片机及其附属电路模块判断接收到升档或降档的信号和跳档使能信号是否有效，如果有效，执行跳档进入步骤七，否则，单片机及其附属电路模块不做任何动作； 步骤七、单片机及其附属电路模块根据升降档命令，输送加减档后的控温数字信号给D/A电路模块，D/A电路模块进行信号转化输出对应的制冷控制电压信号给控制电路模块； 步骤八、控制电路模块对制冷控制电压和步骤四中器件温度调理电路模块输出的电压进行比较，得到电压差值信号，输出给驱动与功率输出模块； 步骤九、驱动与功率输出模块对电压差值信号进行电压转换和恒流处理，得到稳定的制冷控制电流输送给光子器件； 步骤十、制冷温度代码存储模块存储多个档位的固定温度代码值。4.如权利要求3所述的制冷控制方法，其特征在于，步骤二具体为: 步骤201、单片机及其附属电路模块进入默认档位并输送控温数字信号给D/A电路模块； 步骤202、D/A电路模块根据控温数字信号输出默认档位下的制冷控制电压信号给控制电路模块； 步骤203、控制电路模块将制冷控制电压信号输出给驱动与功率输出模块； 步骤204、驱动与功率输出模块根据制冷控制电压信号，输出对应的制冷控制电流输送给光子器件。5.如权利要求3所述的制冷控制方法，其特征在于，步骤五具体为:具体为:上位机获取光子器件的稳定温度后，根据当前系统的需求和状况进行综合判断，检查是否需要进行跳档，如果光子器件当前环温过热或者制冷电流达到极高端，则通过1电平向单片机及其附属电路模块发送减档信号，同时发送跳档使能信号；如果探头内的器件当前环温过冷或者制冷电流达到极低端，则通过1电平向单片机及其附属电路模块发送升档信号，同时发送跳档使能信号；否则不需要跳档不执行任何动作； 得到需要跳档的结论之后，上位机发送升档或降档的三路I/o高低电平信号给单片机及其附属电路模块，升降档用三个I/o电平信号实现，具体为:三个I/o高低电平分别用“101”和“010”来执行升档和降档，“110”为跳档有效命令，在发送完升档和降档命令之后一定的间隔内发送“110”； 当上位机连续三次发送跳档命令失败后，判断为1电平信号发生故障。
【专利摘要】一种探头制冷控温装置及控温方法。本发明公开了一种探头制冷控温装置和制冷控制方法，装置包括上位机，制冷控制板和光子探头，光子探头内含光子器件；上位机连接制冷控制板，同时发送跳档命令后输出电流值，光子器件将制冷温度信号反馈到制冷控制板和上位机。方法步骤如下：一、初始化；二、输出制冷控制电流给光子器件；三、输送给器件温度调理电路模块和上位机；四、根据制冷控制电流输出电压值；五、判断是否需要跳档；六、执行跳档；七、根据升降档命令，输出制冷控制电压信号；八、控制电路模块输出电压差值信号；九、进行电压转换和恒流处理；十、制冷温度代码存储模块进行存储。优点在于：采用加减档控制，在有限的电平控制下，实现多个温度转换，简单可靠。
【IPC分类】G05D23/19
【公开号】CN104932575
【申请号】CN201510303091
【发明人】李柳竺, 王邵博, 郑向阳, 从国飞, 王照法, 张亨
【申请人】北京康拓红外技术股份有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月5日