温度跟随控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种温度跟随控制电路，应用于红外瞄准器零位校正仪，能为其提供稳定的红外光源。本电路结合PTC热敏电阻器与温度控制传感器的特性，用于对环境温度进行准确快速的温度跟随控制。
【背景技术】
[0002]传统的温度跟随控制电路一般由温度测量部分和温度控制部分组成。温度测量部分主要用来接收当前系统中的温度，然后发送到控制部分；温度跟随控制部分主要是用来控制外部升降温系统的，他接受来自温度测量部分的信号，然后与所要控制的温度信号进行比较，从而决定是否升降温。
[0003]自然界中，任何高于绝对零度的物体都在不停地向外辐射能量，包括固体、气体和液体等都存在这种现象，这种向外辐射的能量即为红外线。任何物体只要条件满足，均可以作为提供红外光源的材料。本系统选用PTC热敏电阻器作为红外辐射源的加热材料，PTC热敏电阻器俗称自恢复式保险丝，是一种具有正温度系数特性的热敏电阻。当其通电之后，因为自热，导致元件本体温度上升，电阻值进入跃变区，电流迅速下降，于是恒温加热，PTC热敏电阻器的表面温度持续保持恒定值。并且该温度只与PTC热敏电阻器的居里温度和外界电压的通断有关，与环境温度基本无关，由材料特性决定。在中小功率加热场合，PTC热敏电阻器具有恒温发热、无明火、热转换率高、受电源电压影响极小，自然寿命长等传统发热器件无法比拟的优势，成为当今发展迅速的电子元件之一。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于使用PTC热敏电阻器，构成温度跟随控制电路，完成对环境温度快速高效的恒温差跟随控制，为红外瞄准镜零位校正仪提供稳定的红外光源。
[0005]本实用新型的主要部件有:PTC热敏电阻器、PTC电阻温度传感器、环境温度传感器、运放电路和电源。所述运放电路包括运算放大器和场效应管；PTC电阻温度传感器和环境温度传感器分别串联固定阻值的电阻，再分别接入运算放大器的两个比较输入端，运算放大器的输出端连接场效应管的控制极控制通断信号，场效应管作为开关连接在电源和PTC热敏电阻器之间，场效应管根据通断信号控制PTC热敏电阻器的加热。
[0006]其中，所述PTC热敏电阻器和PTC电阻温度传感器位于加热端，PTC热敏电阻器和PTC电阻温度传感器表面紧贴，保证探测温度的准确。所述环境温度传感器和运放电路位于控制端。PTC电阻温度传感器、环境温度传感器使用热敏电阻，分别探测PTC热敏电阻器的表面温度和环境温度。
[0007]本实用新型的优点是:使用简洁的运放电路、少量受温度影响的电子器件对温度进行控制，结合PTC热敏电阻器的相关特性，能快速稳定地实现温度跟随控制，并且能明显地降低功耗，延长工作时间。PTC热敏电阻器到达其居里温度值，能够保持恒温，通过器件选型，把恒温温度控制在70°C，能有效地对电路进行防过温保护。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的电路框图。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。
[0010]本实用新型包括加热端和控制端两个部分。加热端由PTC热敏电阻器及其温度传感器组成，控制端由环境温度传感器、运放电路组成。运放电路主要包括运算放大器和场效应管，如图1所示。
[0011]环境温度传感器安装在整个电路的控制端，用来探测电路所处的环境温度；PTC电阻温度传感器紧贴PTC电阻加热器的表面，测量其表面温度。两个温度传感器分别串联固定阻值的电阻，接在运算放大器的输入端。运算放大器的输出端连接场效应管的控制极，判断上述两个温度值的大小，控制通断信号；场效应管起到开关作用，连接在电源和PTC热敏电阻器之间，根据通断信号控制加热。
[0012]两块温度传感器使用热敏电阻，温度改变会改变其电阻阻值。两个热敏电阻分别与固定阻值的电阻串联在电路中，提供电压，通过分压原理，得出连接点的电压值，用来表示热敏电阻探得的温度大小。通过更改电路中固定电阻的阻值，可以改变连接点的电压，间接地改变两温度之间的差值，实现温度跟随控制。运放电路对两路电压值进行比较，控制加热信号的通断。加热信号连接到PTC热敏电阻器，提供电压使其加热工作。由于PTC热敏电阻器的工作电压范围很大，加热温度和电压大小无关，加热迅速，其能很快到达设置温度点，通过电压通断控制加热，能保持温度变化在一个很小的范围内，提供稳定的红外光源。
[0013]根据温度传感器的特性曲线以及分压公式选取适当阻值的固定电阻，来设置所需的温度差。接通总电源，位于上级的运算放大器则对两路输入电压进行比较，发送通断信号。下级的场效应管连接加热电源，通过接收通断信号对电源进行控制。接通电源的PTC热敏电阻器能快速地进行加热，并迅速稳定，保持和环境有一个稳定的温差。当环境温度改变时，PTC热敏电阻器的温度也能相应改变，维持在一个稳定的温差范围内，保障提供的红外光源亮度稳定、适宜，避免出现过暗或过亮的情况。
[0014]PTC热敏电阻器只受加热电源的通断控制，具体的选型根据所需工作的环境温度选择，保证PTC热敏电阻器的恒温温度略高于正常工作范围，并且能起到保护电路的作用。
【主权项】
1.温度跟随控制电路，其特征是，包括:PTC热敏电阻器、PTC电阻温度传感器、环境温度传感器、运放电路和电源，所述运放电路包括运算放大器和场效应管；PTC电阻温度传感器和环境温度传感器分别串联固定阻值的电阻，再分别接入运算放大器的两个比较输入端，运算放大器的输出端连接场效应管的控制极控制通断信号，场效应管作为开关连接在电源和PTC热敏电阻器之间，场效应管根据通断信号控制PTC热敏电阻器的加热。2.如权利要求1所述的温度跟随控制电路，其特征是:所述PTC热敏电阻器和PTC电阻温度传感器位于加热端，PTC热敏电阻器和PTC电阻温度传感器表面紧贴，所述环境温度传感器和运放电路位于控制端。3.如权利要求1所述的温度跟随控制电路，其特征是:所述PTC电阻温度传感器、环境温度传感器使用热敏电阻，分别探测PTC热敏电阻器的表面温度和环境温度。
【专利摘要】本实用新型涉及一种温度跟随控制电路，包括：PTC热敏电阻器，PTC电阻温度传感器，环境温度传感器，运放电路以及电源。所述运放电路包括运算放大器和场效应管；PTC电阻温度传感器和环境温度传感器分别串联固定阻值的电阻，再分别接入运算放大器的两个比较输入端，运算放大器的输出端连接场效应管的控制极控制通断信号，场效应管作为开关连接在电源和PTC热敏电阻器之间，场效应管根据通断信号控制PTC热敏电阻器的加热。本实用新型的优点是：使用简洁的运放电路、少量受温度影响的电子器件对温度进行控制，结合PTC热敏电阻器的相关特性，能快速稳定地实现温度跟随控制，并且能明显地降低功耗，延长工作时间。
【IPC分类】G05D23/24
【公开号】CN204679882
【申请号】CN201520403460
【发明人】薛晋生, 陈旭辉, 方东, 董高庆
【申请人】无锡市星迪仪器有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月11日