恒温差电桥自动控制系统的制作方法

本发明涉及工业自动化仪表，特别是涉及一种恒温差电桥自动控制系统。

背景技术：

1、在工业自动化仪表领域经常将温度传感器连接成电桥形式进行各种参数的测量，如温度检测系统、中央风控系统、恒温差热式质量流量计等。常规的电桥仅仅是对电桥上面的参数进行被动接受，不会对电桥进行控制，而有时候我们希望可以控制电桥上的温度传感器的阻值保持恒定的温差信号，因此，有必要设计一种恒温差电桥自动控制系统。

2、但是，现有的恒温差电桥自动控制系统采用数字芯片设计实现，其响应时间慢、成本高且操作复杂；同时，基于现有的数字芯片设计，功能受限于数字芯片，如一般不存在对电桥的过流保护功能。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种模拟式恒温差电桥自动控制技术方案，用于解决上述技术问题。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供的技术方案如下。

3、一种恒温差电桥自动控制系统，包括：

4、电桥电路，在驱动电流的驱动下，测量得到第一测量电压信号和第二测量电压信号；

5、仪表放大电路，接所述电桥电路，对所述第一测量电压信号与所述第二测量电压信号进行比较放大，得到第一电压信号；

6、反向比例放大电路，接所述仪表放大电路，对所述第一电压信号进行反向放大，得到第二电压信号；

7、电流输出调节电路，接所述反向比例放大电路及所述电桥电路，根据所述第二电压信号调节控制输出到所述电桥电路的所述驱动电流的大小，以使所述电桥电路上的温差为预设的恒定值；

8、启动电流电路，接所述电桥电路，为所述电桥电路提供用于预加热的启动电流，以提高所述电桥电路的响应时间。

9、可选地，所述电桥电路包括第一电阻、第二电阻、第一热电阻、第二热电阻及补偿热电阻，所述第一电阻的第一端接所述电流输出调节电路输出的电池电压，所述第一电阻的第二端经串接的所述第一热电阻后接地，所述第二电阻的第一端接所述第一电阻的第一端，所述第二电阻的第二端经依次串接的所述补偿热电阻及所述第二热电阻后接地，所述第一电阻的第二端输出所述第一测量电压信号，所述第二电阻的第二端输出所述第二测量电压信号。

10、可选地，所述仪表放大电路包括第一运放芯片、增益电阻、第三电阻及第四电阻，所述第一运放芯片的正电源端接正电源电压，所述第一运放芯片的负电源端接负电源电压，所述第一运放芯片的参考端接地，所述第一运放芯片的两个增益电阻端之间串接所述增益电阻，所述第一运放芯片的同相输入端经串接的所述第三电阻后接所述第一测量电压信号，所述第一运放芯片的反相输入端经串接的所述第四电阻后接所述第二测量电压信号，所述第一运放芯片的输出端输出所述第一电压信号。

11、可选地，所述仪表放大电路还包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第五电容，所述第一电容的第一端接所述第一运放芯片的正电源端，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第一端接所述第一运放芯片的负电源端，所述第二电容的第二端接地，所述第三电容的第一端接所述第一运放芯片的反相输入端，所述第三电容的第二端接地，所述第四电容的第一端接所述第一运放芯片的同相输入端，所述第四电容的第二端接地，所述第五电容的第一端接所述第一运放芯片的输出端，所述第五电容的第二端接地。

12、可选地，所述反向比例放大电路包括第二运放芯片、反馈电阻、第五电阻及第六电阻，所述第二运放芯片的正电源端接正电源电压，所述第二运放芯片的负电源端接负电源电压，所述第二运放芯片的反相输入端经串接的所述第五电阻后接所述第一电压信号，所述第二运放芯片的同相输入端经串接的所述第六电阻后接地，所述第二运放芯片的输出端经串接的所述反馈电阻后接所述第二运放芯片的反相输入端，所述第二运放芯片的输出端输出所述第二电压信号。

13、可选地，所述反向比例放大电路还包括第六电容及第七电容，所述第六电容的第一端接所述第二运放芯片的负电源端，所述第六电容的第二端接地，所述第七电容与所述反馈电阻并联。

14、可选地，所述恒温差电桥自动控制系统还包括：

15、比较电路，接所述电桥电路，对所述电桥电路中一条桥臂的实时电流进行检测，测量得到第三电压信号；

16、其中，所述电流输出调节电路接收所述第三电压信号并根据所述第三电压信号调节所述电池电压，进而调节所述电流输出调节电路输出到所述电桥电路的所述驱动电流的大小，当检测到所述实时电流大于电流阈值时，关断所述电流输出调节电路输出的所述驱动电流。

17、可选地，所述电流输出调节电路包括电源管理芯片、nmos管、第一电感、第一二极管、第七电阻、第八电阻及第九电阻，所述电源管理芯片的电源端接第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极接第一电源电压，所述电源管理芯片的地端接地，所述电源管理芯片的电流传感采集端经串接的所述第一电感后接所述电源管理芯片的开关输出端，第一参考电压经依次串接的所述第七电阻及所述第八电阻后接地，所述电源管理芯片的过压保护端接所述第七电阻与所述第八电阻的公共端，所述电源管理芯片的充电电流编程端接所述第二电压信号，所述电源管理芯片的电源输入端接所述nmos管的漏极，所述nmos管的栅极接所述第三电压信号，所述nmos管的源极接地，所述第九电阻的第一端接所述nmos管的栅极，所述第九电阻的第二端接所述nmos管的源极，所述电源管理芯片的电池端输出所述电池电压。

18、可选地，所述电流输出调节电路还包括第一稳压二极管、第二稳压二极管、第十电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容及第十二电容，所述第一稳压二极管的阳极接地，所述第一稳压二极管的阴极接所述电源管理芯片的开关输出端，所述第二稳压二极管的阳极接所述电源管理芯片的电流传感采集端，所述第二稳压二极管的阴极接所述电源管理芯片的升压端，所述第八电容的第一端接所述电源管理芯片的开关输出端，所述第八电容的第二端接所述电源管理芯片的升压端，所述第九电容的第一端接所述nmos管的漏极，所述第九电容的第二端经串接的所述第十电阻后接地，所述第十电容的第一端接所述第一二极管的阴极，所述第十电容的第二端接地，所述第十一电容与所述第十电容并联，所述第十二电容的第一端接所述第一二极管的阳极，所述第十二电容的第二端接地。

19、可选地，所述启动电流电路包括瞬态抑制二极管、第二二极管、磁珠、第二电感、第十一电阻、第十二电阻、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容及第十七电容，第二电源电压接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极经依次串接的所述第十一电阻、所述磁珠及所述第二电感后接所述第一电阻的第一端，所述第十二电阻与所述第十一电阻并联，所述瞬态抑制二极管的阳极接地，所述瞬态抑制二极管的阴极接所述第二二极管的阳极，所述第十三电容的第一端接所述第二二极管的阳极，所述第十三电容的第二端接地，所述第十四电容与所述第十三电容并联，所述第十五电容的第一端接所述第十一电阻与所述磁珠的公共端，所述第十五电容的第一端还接所述电池电压，所述第十五电容的第二端接地，所述第十六电容与所述第十五电容并联，所述第十七电容的第一端接所述磁珠与所述第二电感的公共端，所述第十七电容的第二端接地。

20、可选地，所述比较电路包括比较器、第十三电阻及第十四电阻，所述比较器的同相输入端经串接的所述第十三电阻后接所述第一热电阻与所述第一电阻的公共端，所述比较器的同相输入端还经串接的所述第十四电阻后接所述比较器的输出端，所述比较器的反相输入端接第二参考电压，所述比较器的输出端输出所述第三电压信号。

21、如上所述，本发明的恒温差电桥自动控制系统，至少具有以下有益效果：

22、结合电桥电路、仪表放大电路、反向比例放大电路、电流输出调节电路及启动电流电路设计恒温差电桥自动控制系统，整体为基于电子元器件的纯模拟电路结构，相较于现有的基于数字芯片的恒温差电桥自动控制系统，其响应时间快、成本低且操作简单；同时，基于额外的启动电流电路，能为电桥电路提供用于预加热的启动电流，能进一步提高电桥电路的响应时间。