潜望镜保护玻璃温度控制器的设计

图1 窗口玻璃温度测量控制电路

    为了准确测量保护玻璃的温度，将窗口玻璃内侧四个角上的四支传感器AD590M中对角线上的两支并联，另外两支备用，构成测量平均温度传感器电路。测温电路的设计首先需要将电流转化为电压，由于电流输出元件AD590M电流与温度的对应关系为 1μA/K，所以选取电阻R1=10kΩ/2=5kΩ，这个电阻上的压降约为10mv，即转换成10mv/k，电容C用于滤除噪声。

    继电器线圈的两端分别与电源电压和输出晶体管的c极相连，当流经继电器线圈的电流突然减少的瞬间，在它的两端会感应出一个电动势，它与原电源电压叠加后加在输出晶体管的c、e两极间，使c、e极之间有可能被击穿，为了消除感生电动势的有害影响，在继电器旁并联一个二极管以吸收该感生电势，起到保护晶体管的作用。

    运算放大器A1接成电压跟随形式以增加信号的输入阻抗。A2、A3组成窗口比较器，比较器A2的同相输入端与窗口的上门限Vh相连，比较器A3的反相输入端与窗口的下门限Vl相连，输入信号Vi同时加到比较器A2的同相输入端和比较器A3的反相输入端。

    当Vi< Vl时，A2输出为高电平，三极管VT2、VT3，二极管D4截止，继电器KA2、KA3失电释放；A3输出为低电平，VT1、D5导通，与三极管VT1 所接的继电器KA1得电吸合，常开触点KA1-1闭合。220V交流电源经过降压变压器T通过继电器KA3的常闭触点KA3-1对保护玻璃上的导电薄膜通电加热，指示灯LED1亮。

    当Vl 与此同时，继电器KA2的常开触点KA2-2闭合，继电计时器KA4得电吸合，延时加热5分钟后(延时加热时间可以根据需要在0.1秒~10分钟的范围内调整)，KA4的常闭触点KA4-1断开，停止对导电薄膜加热。


    KA4为一款多功能继电计时器H3RN-1，具有接通延时、间隔、闪烁断开-起动和闪烁接通-起动4种工作模式；计时范围为0.1秒至10分钟；控制输出为单刀双掷形式；额定电源电压为直流12V、24V，交流24V；额定电流3A电阻负载。

    当Vi>Vh时，A3输出为高电平，VT1、D5截止，A2输出为低电平，VT2截止，VT3、D4导通，与VT3所接的继电器KA3得电吸合，KA3的常闭触点KA3-1断开，不对保护玻璃上的导电薄膜通电加热，指示灯LED3亮。

    调试

    为了减少电流输出型温度传感器AD590M自身发热的影响，宜采用较低的激励电压，因此由三端稳压器LM7805C的输出电压作为AD590M的激励电压，此电压同时作为比较器上、下限阈电平Vh、Hl的参考电压，这样可以克服因电源波动对上、下限阈电平Vh、Hl的影响，从而提高测温精度。调整时，用红外温度计对保护玻璃的表面进行温度测量，同时用数字万用表测量相应的输出电压，当温度为 10℃时，所测量的输出电压作为下限阈电平Hl，当温度为30℃时，所测量的输出电压作为上限阈电平Vh，反复数次，取上、下限阈电平Vh、Hl的平均值确定Vh、Hl。

    结语

    保护玻璃温度控制系统应用模拟温度传感器AD590M设计的电路结构简单、工作可靠、调试方便，与数字温度传感器作为保护玻璃温度传感器相比较，由于模拟温度传感器设定的加热温度范围(上、下限阈电平Vh、Hl)宽，在潜望镜窗口周围温度较高只需去雾的情况下，具有突出的实用性优点，因而对于潜望镜保护玻璃需要长线路传输的温度检测系统具有实际的应用价值。（仪器仪表交易网）