一种温度控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种控制技术，具体是一种温度控制装置。

背景技术：

测量技术在科学研究与生产实践中占据极为重要的作用，“没有测量就没有科学”是人们经过长期实践，作出的科学总结。突跳式温控器是实现对温度进行控制的开关元件，广泛应用于饮水机、电饭锅、微波炉、电烤箱等家用电器，其可靠性直接影响到整个电器的工作性能和产品档次。片弹簧属于薄壁元件，由于在弯曲变形过程中出现非线性几何问题的特点，不易建模和观测，国内的温控器产品动作次数普遍在十万次左右，与国外的二十万次的动作次数相比差距明显，一定程度上制约着我国此类产品的国际市场竞争力。所以对从事测量技术的科技人员来说，需要设计一种温度控制装置，可用来研究这种元件的参数特性，具有一定的实用价值和理论研究意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种温度控制装置，利用PLC强大的逻辑处理功能，并结合具体温控元件，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现这一目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种温度控制装置，包括：PLC、位移测试部分、和电路部分，所述位移测试部分包括一个控制器，所述控制器连接激光位移传感器；所述电路部分包括一个温控器；所述温控器包括一个陶瓷杆1，所述陶瓷杆1上方设有碟形双金属片2，陶瓷杆1下方设有片弹簧6，片弹簧6下端在与陶瓷杆1对应的轴向位置由铆钉7固定在热源的外壳上，片弹簧6的右端设有一个动触头5，动触头5的正上方设有一个静触头3；所述动触头5和静触头3的外接触面为触头层4；所述静触头3分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1串连一个直流电源；所述PLC连接一个电压表，电压表两端分别连接直流电源和静触头3；所述PLC连接一个温度传感器，温度传感区设置在碟形双金属片上方热源处；所述PLC连接一个控制器；所述PLC连接一个液晶显示屏。

本实用新型的进一步的方案，所述触头层4的材料为银氧化镉(AgCdO)，其表面镀金。

本实用新型的再进一步的方案，所述PLC的型号为西门子S7。

本实用新型的再进一步的方案，所述激光位移传感器的型号LK-G80Keyence。

本实用新型的有益效果是：结构简单，易于安装测试，利用PLC强大的逻辑控制功能和柔性传力架的触头结构，达到温度观测和控制的目的，同时有效的利用了位移传感器，更便于测量人员对进行测量过程中的数据处理。

附图说明

图1为温度控制装置的温控器结构示意图。

图2为温度控制装置的整体线路原理图。

图3为温度控制装置的温度传感器内部测温原理图。

图中，1-陶瓷杆、2-碟形双金属片、3-静触头、4-触头层、5-动触头、6-片弹簧、7-铆钉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1、图2、图3，本实用新型实施例中，一种温度控制装置，包括：PLC、位移测试部分、和电路部分，所述位移测试部分包括一个控制器，控制器连接激光位移传感器；所述电路部分包括一个温控器，所述温控器包括一个陶瓷杆1，陶瓷杆1上方设有碟形双金属片2，陶瓷杆1下方设有片弹簧6，片弹簧6下端在与陶瓷杆1对应的轴向位置由铆钉7固定在热源的外壳上，片弹簧6的右端设有一个动触头5，动触头5的正上方设有一个静触头3；所述动触头5和静触头3的外接触面为触头层4。

所述静触头3分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1串连一个直流电源。

所述PLC连接一个电压表，电压表两端分别连接直流电源和静触头3。

所述PLC连接一个温度传感器，温度传感区设置在碟形双金属片上方热源处。

所述PLC连接一个液晶显示屏。

所述PLC连接一个控制器。

本实用新型的工作原理：当触头其处于闭合状态时，动触头5在片弹簧6弯曲变形产生的预压力作用下，维持与静触头3的紧密接触。

当热源温度升高，碟形双金属片2的凸起高度逐渐变小，当温度升高到碟形双金属片2设计温度的上限时，碟形双金属片2向反方向凸起，通过陶瓷杆1，产生对片弹簧6的推力，推动片弹簧6向下运动，从而使动触头5与静触头3分开，实现切断电路的功能，推力所做的功转化为片弹簧的变形能，并储存在片弹簧6中；当热源温度降低时，碟形双金属片2反方向的凸起高度逐渐减小，当温度降低到碟形双金属片2的温度下限时，陶瓷杆1对片弹簧6不产生压力，片弹簧6反向突跳，使动、静触头处于接触状态，从而实现了闭合电路的功能，动触头5与静触头3的分离和接触，完成了突跳式温控器的一次工作行程。

所述动触头5和静触头3是温控器的关键元件之一，其主要作用是承载电流，起到电能传递和信号输送的作用。如接触电阻过大时，流经接触区域的焦耳热效应严重时，会使接触表面的触头残料熔化或产生电弧，所以在触头接触面设有触头层4，触头层4的材料为抗熔焊和抗腐蚀性能的材料银氧化镉(AgCdO)，其表面镀金。

所述片弹簧6的材料采用铜合金材料，具体为：磷青铜。

所述激光位移传感器选用日本生产的基恩斯牌，具体型号LK-G80Keyence，此型位移传感器具有非接触、测试精确高的优点，激光位移传感器采集到的位移信号经配套的LK-GD500型控制器与PLC连接，可实时记录和存储。

所述PLC采用有集成信号处理功能的西门子S7型。

所述电压表采用NI9234电压采集器，NI9234为插槽式设计，通过预留接口连接PLC，通过液晶显示屏，可实现对采集到的电压信号数据进行在线观察。

在动、静触头闭合与开启的过程中，电源电压在最大值与最小值之间反复变化，并发生触头的弹跳现象，动、静触头经过几次反复接触之后最终处于稳定的接触状态，测试人员在温控器的闭合过程中，结合陶瓷杆对片弹簧扭曲刚度的系数，利用激光位移传感器对触头弹跳位移进行测试，可实测得到弹跳时温度、位移、电压之间的曲线数据，由此建立足够精度的仿真实验模型，从而达到温度控制的目的。

所述温度传感器选型号为DS18B20，遵循PLC的通用通信协议接口，内含低温系数震荡器，可产生固定频率脉冲信号送给减法计数器1，进行减法计数；同时，内含的高温系数振荡器产生的信号送给减法计数器2，温度寄存器会有一个温度基数值，减法计数器1的预置值减为0时，温度计数器增加1，如此循环，直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器的累加，此时温度就是所测量的温度，此温度值由PLC监控。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。