一种热偶真空计用的隔离恒流电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及真空测量仪器技术领域，尤其涉及一种热偶真空计用的隔离恒流电路。
【背景技术】
[0002]目前，真空技术已经广泛应用于冶金、电子、化工、轻纺、镀膜等各领域，而真空测量产品是真空系统中必不可少的一个环节，真空测量分为低真空测量和高真空测量。热偶真空计是目前低真空测量领域最广泛应用的低成本真空测量仪器之一，而热偶真空计在使用前需要调节好其加热电流才能正常使用，且加热电流在测量时必须保持恒定，目前普遍应用的技术是通过LM317芯片搭建恒流源电路，而加热电流的调节则通过电位器来实现。
[0003]如图1所示为现有技术中热偶真空计的恒流调节电路结构示意图，图1中的恒流调节电路是通过LM317实现的，RL是负载热电偶，流过RL的电流I = 1250+ [R2// (R1+R3)]毫安，电流大小与负载RL无关；调节R3的阻值可以改变输出电流的大小。而当R3调节完后就不再改变，而Rl和R2也是不变的，故输出电流也将维持恒定。
[0004]上述现有技术的缺点是加热电流的调节需要手动调节电位器R3的阻值到合适位置，调节麻烦，且人为影响因素大，容易出错；而且电位器受温度影响较大，如果温度有较大变化，对恒流效果也会产生影响。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种热偶真空计用的隔离恒流电路，该电路克服了传统方案受人为因素和环境温度影响的缺点，实现了热偶真空计的恒流调节。
[0006]一种热偶真空计用的隔离恒流电路，所述隔离恒流电路包括程控模块、信号隔离模块和恒流控制模块，其中:
[0007]所述程控模块包括单片机控制的数模转换器；
[0008]所述程控模块与所述信号隔离模块电连接；
[0009]所述信号隔离模块与所述恒流控制模块电连接。
[0010]所述信号隔离模块的输入部分包括线性光親HCNR201所包含的发光二极管，接收二极管及放大器。
[0011]所述恒流控制模块包括运算放大器、三极管和负载电阻。
[0012]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，该电路能够克服传统方案受人为因素和环境温度影响的缺点，从而实现热偶真空计的隔离恒流调节。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0014]图1为现有技术中热偶真空计的恒流调节电路结构示意图；
[0015]图2为本实用新型实施例所提供热偶真空计用的隔离恒流电路结构示意图；
[0016]图3为本实用新型所举实例中包含程控和信号隔离模块的电路示意图；
[0017]图4为本实用新型所举实例中包含恒流控制模块的电路示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面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。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0019]下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述，如图2所示为本实用新型实施例所提供热偶真空计用的隔离恒流电路结构示意图，所述隔离恒流电路包括程控模块、信号隔离模块和恒流控制模块，其中:
[0020]所述程控模块包括单片机控制的数模转换器；热偶真空计的输入电压Vin由该程控模块提供；
[0021]所述程控模块与所述信号隔离模块电连接；
[0022]信号隔离模块与恒流控制模块电连接。
[0023]具体实现中，所述信号隔离模块通过线性光耦HCNR201来实现，其输入部分包括线性光耦HCNR201所包含的发光二极管LED、接收二极管PDl及放大器Ul等。
[0024]所述恒流控制模块由运算放大器、三极管和负载电阻组成的电路实现。当需要调节加热电流时，只需通过所述程控模块改变单片机数模转换器的值，即改变Vin，就可以实现改变加热电流。
[0025]下面以具体的实例对上述隔离恒流电路的结构进行说明，如图3所示为本实用新型所举实例中包含程控和信号隔离模块的电路示意图，参考图3:
[0026]输入电压Vin由程控模块，即单片机本身自带的数模转换器来提供；而信号隔离模块通过线性光耦HCNR201来实现，其输入部分由HCNR201的发光二极管LED、接收二极管PDl及放大器Ul等组成。其工作过程为:
[0027]根据HCNR201的特性，当输入电压为Vin时，运放的输出使HCNR201的LED有电流流过，此电流驱动LED发光把电信号转换成光信号；LED发出的光被HCNR201的PDl探测到并产生光电流Iroi，同时输入电压Vin也产生电流流过电阻Rl，此电流流过HCNR201的TOl到地，因此IPDl = Vin/Rl，此电流只取决于Vin和R1，与LED的光输出特性无关。
[0028]又因为LED发出的光同时照射到两个接收二极管PDl和PD2上，且PDl和PD2完全相同，因此流过PD2的电流IPD2 = IPDl，则输出电压Vol = IPD2*R2 = IPD1*R2 = Vin*R2/Rlo实际电路中，取Rl = R2，则Vol = Vin。
[0029]如图4所示为本实用新型所举实例中包含恒流控制模块的电路示意图，参考图4:
[0030]恒流控制模块由运算放大器、三极管和负载电阻组成的电路实现，根据运算放大器的正负极电压相等的特性，电阻R4上的电压等于输入电压Vol，电路中电阻R3 = R4，而三极管9013的发射极电流等于集电极电流，所以R3上的压降也等于Vol，则输入到放大器U7B的正极输入电压为12V-Vol，此时U7B负极的电压也为12V_Vol，故此时电阻R7上的压降为12V- (12V-VoI)= VoI，故R7上的电流等于VoI/R7，与供电电压无关，消除了供电电压变化带来的影响。
[0031]由于三极管9012的发射极电流等于集电极电流，而放大器负极无电流流过，则流过负载热电偶RL的电流I = Vol/R7 = Vin/R7，即热电偶RL的输入电流只与Vin、R7两者有关，与其他无关。R7是固定不变的，当输入电压Vin不变时，流过热电偶RL的加热电流是恒定不变的，从而实现了恒流，这样当需要调节加热电流时，只需通过程控模块改变单片机的数模转换器的值，即改变Vin，就可以实现改变加热电流。
[0032]综上所述，上述本实用新型实施例所提供的电路克服了传统方案受人为因素和环境温度影响的缺点，实现了热偶真空计的恒流调节。
[0033]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种热偶真空计用的隔离恒流电路，其特征在于，所述隔离恒流电路包括程控模块、信号隔离模块和恒流控制模块，其中: 所述程控模块包括单片机控制的数模转换器； 所述程控模块与所述信号隔离模块电连接； 所述信号隔离模块与所述恒流控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述热偶真空计用的隔离恒流电路，其特征在于， 所述信号隔离模块的输入部分包括线性光耦HCNR201所包含的发光二极管，接收二极管及放大器。
3.根据权利要求1所述热偶真空计用的隔离恒流电路，其特征在于， 所述恒流控制模块包括运算放大器、三极管和负载电阻。
【专利摘要】本实用新型公开了一种热偶真空计用的隔离恒流电路，包括程控模块、信号隔离模块和恒流控制模块，其中：所述程控模块包括单片机控制的数模转换器；所述程控模块与所述信号隔离模块电连接；所述信号隔离模块与所述恒流控制模块电连接。所述信号隔离模块的输入部分包括线性光耦HCNR201所包含的发光二极管,接收二极管及放大器。所述恒流控制模块包括运算放大器、三极管和负载电阻。该电路能够克服传统方案受人为因素和环境温度影响的缺点，从而实现热偶真空计的恒流调节。
【IPC分类】G01L21-14
【公开号】CN204495510
【申请号】CN201520120319
【发明人】马志兵, 张勇
【申请人】北京北仪创新真空技术有限责任公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月28日