一、引言

二、溫度控制電路特點(diǎn)

1. 高精度溫度傳感器

• 應(yīng)力篩選試驗(yàn)箱的溫度控制電路通常采用高精度的溫度傳感器，如鉑電阻溫度傳感器（PT100）。這種傳感器具有線性度好、精度高（可達(dá) ±0.1℃甚至更高）、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它能夠準(zhǔn)確地測(cè)量試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給控制電路。

2. 復(fù)雜的加熱 / 冷卻控制電路

• 加熱電路采用可控硅等功率控制元件。可控硅可以通過控制其導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)加熱功率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)溫度的精確控制。例如，在需要快速升溫階段，可以增大可控硅的導(dǎo)通角，使加熱功率增大；在接近設(shè)定溫度時(shí)，減小導(dǎo)通角以降低加熱功率，避免溫度過沖。

• 冷卻電路同樣復(fù)雜。對(duì)于采用壓縮機(jī)制冷的試驗(yàn)箱，電路需要控制壓縮機(jī)的啟動(dòng)、停止以及制冷量的調(diào)節(jié)。這涉及到壓縮機(jī)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路、溫度控制下的制冷循環(huán)切換電路等。例如，當(dāng)試驗(yàn)箱內(nèi)溫度高于設(shè)定值較多時(shí)，電路啟動(dòng)壓縮機(jī)快速制冷；當(dāng)溫度接近設(shè)定值時(shí)，通過調(diào)節(jié)制冷量維持溫度穩(wěn)定。

3. 溫度控制算法

• 溫度控制電路采用先進(jìn)的控制算法，如 PID（比例 - 積分 - 微分）控制算法。PID 控制器根據(jù)溫度傳感器反饋的溫度與設(shè)定溫度之間的偏差，計(jì)算出合適的控制量來調(diào)節(jié)加熱或冷卻功率。比例項(xiàng)根據(jù)偏差的大小快速調(diào)整輸出，積分項(xiàng)用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，微分項(xiàng)則預(yù)測(cè)溫度變化趨勢(shì)提前調(diào)整輸出，從而實(shí)現(xiàn)精確、穩(wěn)定的溫度控制。

三、振動(dòng)控制電路特點(diǎn)

1. 振動(dòng)發(fā)生電路

• 振動(dòng)控制電路中的振動(dòng)發(fā)生電路能夠產(chǎn)生不同頻率和幅度的電信號(hào)。通常采用函數(shù)發(fā)生器電路或數(shù)字信號(hào)合成電路。函數(shù)發(fā)生器電路可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等基本波形，這些波形經(jīng)過功率放大后可以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)。數(shù)字信號(hào)合成電路則可以根據(jù)用戶設(shè)定的復(fù)雜振動(dòng)模式，精確合成所需的振動(dòng)信號(hào)。

2. 振動(dòng)強(qiáng)度控制電路

• 為了控制振動(dòng)的強(qiáng)度，電路中設(shè)置有功率放大電路。功率放大電路將振動(dòng)發(fā)生電路產(chǎn)生的小信號(hào)放大到足以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生所需振動(dòng)強(qiáng)度的大信號(hào)。同時(shí)，通過改變功率放大電路的增益，可以方便地調(diào)節(jié)振動(dòng)強(qiáng)度。例如，通過改變放大器的反饋電阻或輸入信號(hào)的放大倍數(shù)，可以在一定范圍內(nèi)線性地調(diào)整振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)幅度。

3. 振動(dòng)頻率控制電路

• 振動(dòng)頻率控制電路可以精確調(diào)整振動(dòng)信號(hào)的頻率。對(duì)于函數(shù)發(fā)生器電路，通過改變電路中的電容、電阻等元件的值，可以改變輸出信號(hào)的頻率。在數(shù)字信號(hào)合成電路中，可以直接通過數(shù)字控制信號(hào)設(shè)置振動(dòng)信號(hào)的頻率，頻率控制精度可以達(dá)到 0.1Hz 甚至更高，能夠滿足不同電子產(chǎn)品對(duì)應(yīng)力篩選的振動(dòng)頻率要求。

四、信號(hào)處理電路特點(diǎn)

1. 傳感器信號(hào)采集電路

• 應(yīng)力篩選試驗(yàn)箱中配備多種傳感器，如溫度傳感器、振動(dòng)加速度傳感器等，對(duì)應(yīng)的信號(hào)采集電路需要適應(yīng)不同類型傳感器的信號(hào)特點(diǎn)。對(duì)于微弱信號(hào)的傳感器（如某些高精度振動(dòng)加速度傳感器），信號(hào)采集電路采用低噪聲放大器進(jìn)行信號(hào)放大，以提高信號(hào)的信噪比。同時(shí)，采集電路還具備信號(hào)濾波功能，去除外界干擾信號(hào)，例如采用低通濾波器去除高頻噪聲，高通濾波器去除低頻干擾等。

2. 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路

• 不同傳感器輸出的信號(hào)形式可能不同，如模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路可以將各種傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的、便于處理的信號(hào)形式。例如，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便于微控制器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。采用高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換精度可達(dá)到 12 位甚至更高，確保準(zhǔn)確地獲取傳感器信號(hào)的信息。

3. 信號(hào)放大與調(diào)理電路

• 在將傳感器信號(hào)傳輸給控制單元之前，信號(hào)放大與調(diào)理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。除了放大信號(hào)幅度外，還對(duì)信號(hào)進(jìn)行線性化、補(bǔ)償?shù)炔僮鳌＠纾瑢?duì)于某些非線性特性的傳感器，通過電路中的非線性補(bǔ)償元件，使輸出信號(hào)與被測(cè)量之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理。

五、安全性保障電路特點(diǎn)

1. 過流保護(hù)電路

• 在應(yīng)力篩選試驗(yàn)箱的電路系統(tǒng)中，過流保護(hù)電路。當(dāng)電路中的電流超過額定值時(shí)，過流保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)切斷電路，防止電路元件因過流而損壞。過流保護(hù)電路通常采用熔斷器或電子過流保護(hù)器件（如自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、過流保護(hù)芯片等）。例如，當(dāng)加熱電路中的加熱元件短路時(shí)，過流保護(hù)電路迅速動(dòng)作，保護(hù)其他電路元件和整個(gè)試驗(yàn)箱的安全。

2. 過壓保護(hù)電路

• 過壓保護(hù)電路用于保護(hù)電路免受過高電壓的沖擊。在試驗(yàn)箱的電源輸入側(cè)和一些關(guān)鍵電路節(jié)點(diǎn)處設(shè)置有過壓保護(hù)電路。采用壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管（TVS）等器件，當(dāng)電壓超過其額定值時(shí)，這些器件會(huì)迅速導(dǎo)通，將過電壓泄放到大地或限制在安全范圍內(nèi)，保護(hù)電路中的其他元件，如微控制器、傳感器等免受高電壓損壞。

3. 漏電保護(hù)電路

• 漏電保護(hù)電路確保試驗(yàn)箱在出現(xiàn)漏電情況時(shí)能及時(shí)切斷電源。它通過檢測(cè)電路中流入和流出的電流是否平衡來判斷是否存在漏電現(xiàn)象。一旦檢測(cè)到漏電，漏電保護(hù)電路會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)（通常在幾十毫秒內(nèi)）切斷電源，防止操作人員觸電和設(shè)備損壞。

六、結(jié)論