泡茶水精密控溫電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種泡茶水精密控溫電路，主要解決現(xiàn)有茶水控溫裝置控制范圍小，控制精度差等問題。本實(shí)用新型的組成包括基準(zhǔn)源、可變電位器、差分放大電路、PID控溫電路、電流源、制冷片以及熱敏電阻，PID控溫電路由比例電路、微分電路以及積分電路組成。采用本實(shí)用新型技術(shù)方案能讓茶水溫度得到精密的控制，并且方便而精準(zhǔn)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足各種泡茶水溫的需求。
【專利說明】泡茶水精密控溫電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于泡茶水的精密控溫電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國的茶葉種類繁多，茶湯的口感亦不相同，沖泡每種茶葉的溫度要求也有所不 同，每個人對泡茶水溫的喜好也不一樣，部分喝茶愛好者對泡茶的水溫更是有著苛刻的要 求。泡茶溫度從50度到100度都有著各自的實(shí)際需求，目前市場上供應(yīng)的茶水控溫裝置存 在著控制范圍小，控制精度差等問題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 為了克服上述問題，本實(shí)用新型提供一種泡茶水精密控溫電路，其控溫精度高、穩(wěn) 定度好，較好地滿足了茶飲愛好者的需求。
[0004] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種泡茶水精密控溫電路，包括基準(zhǔn)源、可變電位器、差分放大電路、PID控溫電 路、電流源、制冷片以及熱敏電阻；所述基準(zhǔn)源提供基準(zhǔn)電壓，連接至可變電位器兩端；所 述可變電位器中間端輸出電壓Vref，連接至差分放大電路的第一輸入端；所述熱敏電阻兩 端電壓Vtest，連接至差分放大電路的第二輸入端；所述差分放大電路輸出誤差信號Verr， 連接至PID控溫電路的誤差輸入端；所述PID控溫電路輸出控制信號VPID，連接至電流源； 所述電流源輸出控溫電流I，連接至制冷片；所述制冷片安裝于茶水容器四周；所述熱敏電 阻安裝于茶水容器底部。
[0006] 其進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述PID控溫電路包括串聯(lián)的比例電路、微分電路以及 積分電路；
[0007] 比例電路由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容和第一運(yùn)算放大器組成；第 一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接誤差信號Verr，反相輸入端串聯(lián)第一電阻、第二電阻后接 地；第三電阻和第一電容并聯(lián)后，連接在第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間；
[0008] 微分電路由第四電阻和第二電容組成；第四電阻和第二電容并聯(lián)，一端連接比例 電路中的第一運(yùn)算放大器的輸出端，另一端連接積分電路中的第二運(yùn)算放大器的反相輸入 端；
[0009] 積分電路由第五電阻、第六電阻、第三電容和第二運(yùn)算放大器組成；第二運(yùn)算放大 器的同相輸入端接地，反相輸入端連接微分電路的輸出端，輸出端輸出控制信號VPID至電 流源；第六電阻和第三電容并聯(lián)后串聯(lián)第五電阻，連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和 輸出端之間。
[0010] 本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：
[0011] 本實(shí)用新型通過熱敏電阻采樣和一個三級串聯(lián)的比例微分積分（PID)控制電路， 對泡茶水進(jìn)行精密控溫。PID控溫電路比起單純的比例電路，能夠更快的達(dá)到穩(wěn)定，穩(wěn)定效 果也更好。位于茶水容器底座上的熱敏電阻采集一個溫度信號，該溫度信號和設(shè)定的溫度 信號進(jìn)行比較，誤差信號放大后送給PID控溫電路，PID控溫電路的輸出信號驅(qū)動TEC制冷 片改變溫度，從而實(shí)現(xiàn)控溫的效果。
[0012] 本實(shí)用新型可以讓溫度得到精密的控制，并且在50度至100度的范圍內(nèi)方便而精 準(zhǔn)地調(diào)節(jié)，滿足各種泡茶水溫的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用在茶水容器上的示意框圖。
[0014] 圖2是本實(shí)用新型的PID控溫電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0016] 在圖1中，描述了本實(shí)用新型具體工作時的原理框圖。本實(shí)用新型的組成包括基 準(zhǔn)源、可變電位器、差分放大電路、PID控溫電路、電流源、制冷片以及熱敏電阻。由基準(zhǔn)源提 供基準(zhǔn)電壓至可變電位器兩端，可變電位器中間端輸出電壓Vref與探測到的熱敏電阻上 的兩端電壓Vtest進(jìn)行差分比較放大，得到誤差信號Verr，作為PID控溫電路的誤差輸入， 得到控制信號VPID，再控制電流源的輸出大小，得到控溫電流I，輸送至茶水容器四周的的 制冷片，從而控制茶水容器內(nèi)水的溫度，使水溫趨于穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)可變電位器中間端位 置，即可改變Vref的值，從而靈活改變所需控制的茶水溫度值。
[0017] 在圖2中，描述了本實(shí)用新型的核心部分-PID控溫電路的原理圖。PID控溫電路 由比例電路（Rl、R2、R3、C1和運(yùn)算放大器U1A組成）、微分電路（R4和C2組成）、積分電路 (R5、R6、C3和運(yùn)算放大器U1B組成）串聯(lián)組成。誤差信號Verr串聯(lián)接入PID控溫電路，依 次經(jīng)過比例電路、微分電路和積分電路，得到控制信號VPID，控制制冷片的電流大小，從而 使得探測到的溫度趨于穩(wěn)定。
[0018] 以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例?？?以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的 其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種泡茶水精密控溫電路，其特征在于，包括基準(zhǔn)源、可變電位器、差分放大電路、 PID控溫電路、電流源、制冷片以及熱敏電阻；所述基準(zhǔn)源提供基準(zhǔn)電壓，連接至可變電位 器兩端；所述可變電位器中間端輸出電壓Vref，連接至差分放大電路的第一輸入端；所述 熱敏電阻兩端電壓Vtest，連接至差分放大電路的第二輸入端；所述差分放大電路輸出誤 差信號Verr，連接至PID控溫電路的誤差輸入端；所述PID控溫電路輸出控制信號VPID， 連接至電流源；所述電流源輸出控溫電流I，連接至制冷片；所述制冷片安裝于茶水容器四 周；所述熱敏電阻安裝于茶水容器底部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述泡茶水精密控溫電路，其特征在于，所述PID控溫電路包括串聯(lián) 的比例電路、微分電路以及積分電路； 所述比例電路由第一電阻（R1)、第二電阻（R2)、第三電阻（R3)、第一電容（C1)和第一 運(yùn)算放大器（U1A)組成；第一運(yùn)算放大器（U1A)的同相輸入端連接誤差信號Verr，反相輸 入端串聯(lián)第一電阻（R1)、第二電阻（R2)后接地；第三電阻（R3)和第一電容（C1)并聯(lián)后， 連接在第一運(yùn)算放大器（U1A)的反相輸入端和輸出端之間； 所述微分電路由第四電阻（R4)和第二電容（C2)組成；第四電阻（R4)和第二電容（C2) 并聯(lián)，一端連接比例電路中的第一運(yùn)算放大器（U1A)的輸出端，另一端連接積分電路中的 第二運(yùn)算放大器（U1B)的反相輸入端； 所述積分電路由第五電阻（R5)、第六電阻（R6)、第三電容（C3)和第二運(yùn)算放大器 (U1B)組成；第二運(yùn)算放大器（U1B)的同相輸入端接地，反相輸入端連接微分電路的輸出 端，輸出端輸出控制信號VPID至電流源；第六電阻（R6)和第三電容（C3)并聯(lián)后串聯(lián)第五 電阻（R5)，連接在第二運(yùn)算放大器（U1B)的反相輸入端和輸出端之間。
【文檔編號】G05D23/20GK203894654SQ201420269708
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】袁杰, 巫囯誼 申請人:袁杰