高精度恒温控制电路
PTC自动恒温式电饭锅电路图
家用电器的自动控温原理介绍一、控温装置介绍家用电器中的自动控温装置常用的有双金属片、压力式继电器、热敏电阻式继电器、PTC 发热体等。
1、双金属片图一为双金属片原理如，常温下双金属片呈平直状态，静动触头闭合，常用于电饭煲和饮水器。
它的工作原理为：当温度升高时，双金属片向膨胀系数小的那边弯曲，电接头中的触点断开，电路被切断，当温度下降到一定值时，电接头中的触点重新闭合，如此反复作用，来控制电路。
2、压力式继电器 常在电冰箱中应用，图二是它的结构示意图，A 、B 为两个接线柱，C 、D 分别为静、动触点，一般处于断开状态，E 为温差调节螺丝，F 为温度高低调节凸轮，G为感温包、H 为感压腔，感温包和感压腔内充有一定量的气体，I 为弹簧。
它的工作原理为：当电冰箱内的温度升高时，感温包内压强随之增加，感压腔缓慢向左凸，使动触点与静触点闭合，工作电路被接通，冰箱开始制冷，当温下降时，感压腔内压强下降，动静触点又被分离，制冷停止；如此反复，从而把箱内温度自动控制在所规定的范围内。
3、热敏电阻式继电器常在空调中使用，图三中R P 为调温电阻，R t 为热敏电阻，电阻随温度上升而增加，J 为继电器。
它的工作原理为：安温度升高时，由于热敏电阻阻值变大，所以B 点电势升高。
当B 点电势升于某一值时，A 点输出高电平，三极管被接通，驱动继电器J工作，吸合制冷工作电路开关K ，空调开始制冷；当温度降到某一值时，B 点电势降低，A 点又输出低电平，继电器断开，制冷工作电路停止工作，如此往复控制温度。
二、常见家用电器控温原理介绍 （一）、电饭煲电饭煲是家庭中最常用的电器，原理图也较简单，如图是“三角牌”自动西施煲（电饭煲）的电路图。
工作原理如下：当按下手动按钮（AN ）后，保温元件（BR ）、保温指示灯（ZSD 2）和R 3被短路，发热盘R 1正常工作，煮饭指示灯（ZDS 1）发出红光，当加热温热达到1030C 度，磁钢限温器（XW ：是磁钢限温开关，当温度达到1030C （居里点）以下时，呈现出磁性物质特性，当高于居里点时，失去磁性）产生动作，手动按钮被断开，保温指示灯被接R 2L 2 R 4 R 1R 3L 1 KM （ （ （（ 220V ～RD 固定端 膨胀系数大 膨胀系数小 电接头 动触头 静触头图一 GF E C DBA HI图二 R P R tBAJK制 冷 工 作 电 路图三入电路，发出黄光，发热盘两端电压下降，煮饭指示灯因电压太低而不再发光，发热盘功率明显变小，起保温作用，当温度下降到700C 左右时，保温元件（BR ：双金属片自动开关，当温度达度70～800C 时自动断开，当温度低于700C 时自动闭合）闭合，保温指示灯和R 3又被短路，发热盘又正常工作，煮饭指示灯又发出红光，当加热到70～800C 时，保温元件又自动断开，发热盘功率又下降，如此往复，起到保温作用。
可控硅温控器的工作原理
可控硅温控器的工作原理1.引言1.1 概述可控硅温控器是一种常用的电子温控设备，它在控制温度方面具有重要的应用。
通过对电流进行调节，可控硅温控器能够实现对电热器等加热装置的温度进行精确控制，从而满足不同实际应用场景中的温度要求。
可控硅温控器采用了可控硅技术，可控硅是一种半导体器件，具有较高的电压和电流承受能力，可以实现电流的可控调节。
其工作原理是通过控制可控硅通导角度，从而控制电路中的电流大小，从而达到对温度的精确调节。
可控硅温控器具有以下特点：一是控制精度高，能够精确控制温度在设定值范围内；二是响应速度快，能够快速调节并稳定温度；三是稳定性好，能够在长时间的运行中保持良好的温度控制效果；四是可靠性高，能够适应恶劣的工作环境并具备较长的使用寿命。
在实际应用中，可控硅温控器广泛应用于各种需要对温度进行精确控制的场景，例如工业生产中的熔炉、烘干设备、空调系统等。
同时，它也可以在家用电器中发挥作用，如家用烤箱、电热水器等。
可控硅温控器的工作原理和优势使得它成为了温控领域不可或缺的重要设备。
在本文中，我们将详细介绍可控硅温控器的工作原理和工作过程，探讨其在不同领域的应用前景。
通过深入了解可控硅温控器，我们可以更好地应用它来满足不同实际需求，并进一步推动其在技术和应用领域的发展。
文章结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分旨在为读者提供对全文的概述，引起读者的兴趣，并明确文章的目的。
正文是全文的核心部分，展开论述主题，阐述可控硅温控器的定义、原理和工作过程。
结论部分对正文进行总结，并展望可控硅温控器的应用前景。
具体来说，文章结构可以按照以下方式进行组织：1. 引言1.1 概述在这一小节中，可以简要介绍可控硅温控器的背景和重要性，引出对其工作原理的探讨。
1.2 文章结构这一小节主要介绍文章的整体结构，包括引言、正文和结论三个部分的内容，并说明每个部分的主要内容。
1.3 目的在这一小节中，应明确本文的目的，即通过对可控硅温控器的工作原理的讲解，使读者了解其工作原理并展望其应用前景。
恒温控制电路课程设计
摘要本设计采用的是555时基集成电路制成的温度控制器电路，通过热敏电阻将温度的变化量转化为电阻的变化量，将由于热敏电阻阻值的变化而引起的电压的变化当做IC555时基集成电路的控制指令，从而使其输出高低电平来控制电磁继电器的工作，从而使其输出高低电平来控制电磁继电器的工作，再由电磁继电器驱动再由电磁继电器驱动加热器来实现室内温度的调节与控制。
加热器来实现室内温度的调节与控制。
该种电路设计具有使用元件少、该种电路设计具有使用元件少、该种电路设计具有使用元件少、制作简单等特点。
制作简单等特点。
制作简单等特点。
容容易操控并且效果明显，在实际生活中较为常见。
关键词：时基集成电路；热敏电阻；控温电路；IC555；电磁继电器综述随着电力电子技术的发展，电子技术在电气设备和电气控制领域中的应用越来越广泛。
恒温控制电路在现实生活中无处不在，恒温控制电路在现实生活中无处不在，例如：室内温度控制、禽蛋孵化恒温箱、例如：室内温度控制、禽蛋孵化恒温箱、例如：室内温度控制、禽蛋孵化恒温箱、电子设备中电子设备中主机的温度控制等。
可见恒温控制电路的重要性。
本次设计题目《小室恒温控制电路设计》运用所学的知识，通过查阅一些文献和资料，实现了小室的温度自动控制在所设定的温度内实现了小室的温度自动控制在所设定的温度内（（T=T=±±δT ）℃,且恒定温度且恒定温度 T T T℃的设定在一定℃的设定在一定范围内可调，并且用灯泡模拟加热系统，在设定温度（T=-δT ）℃以下灯泡自动亮）℃以下灯泡自动亮((加热加热))，达到（达到（T=+T=+δT ）℃时灯泡自动灭（停止加热）。
使得室内始终保持恒定的温度。
使得室内始终保持恒定的温度。
本次设计能够熟练555时基集成电路在实际电路中的应用，从而使它在这种电路中更好地发挥了其广实用的特性，达到方便快捷的目的。
目录1.1.方案设计与分析方案设计与分析 ............................................................. . (22)1.1 采用集成运放电路制成的控温电路.............................................................................. 21.2 采用555时基集成电路的控温电路................................................................................ 32.2.电路设计框图及功能描述电路设计框图及功能描述 ..................................................... .. (33)2.1电路设计框图..................................................................................................................... 32.2各系统功能描述................................................................................................................. 31.1.电源整流系统功能电源整流系统功能......................................................................................................... 32.2.温度检测系统功能温度检测系统功能......................................................................................................... 33.3.温度控制系统功能温度控制系统功能......................................................................................................... 43.3.电路原理及参数计算电路原理及参数计算 ......................................................... (44)3.1元器件的介绍..................................................................................................................... 41.NE555定时器定时器................................................................................................................. 4 2.负温度系数热敏电阻Rt ................................................................................................. 5 3.整流二极管...................................................................................................................... 5 4.电磁继电器...................................................................................................................... 5 5.稳压二极管...................................................................................................................... 63.2 各部分系统电路的原理及参数....................................................................................... 61.电源整流系统的原理及参数.......................................................................................... 62.温度检测系统原理及参数.............................................................................................. 73.温度控制系统原理及参数.............................................................................................. 84.4.电路原理图电路原理图 ................................................................. .. (99)4.1整个小室工作系统的温度控制电路图............................................................................. 94.2整个设计电路的仿真图（proteus ）............................................................................. 105.5.课程设计体会课程设计体会 .............................................................. .. (1212)参考文献 .................................................................... .. (1313)图1-1 采用集成运放器的控温电路该电路虽然可以实现控制温度的目的，该电路虽然可以实现控制温度的目的，但电路结构较为复杂，但电路结构较为复杂，但电路结构较为复杂，所使用的元件较多，所使用的元件较多，所使用的元件较多，制作制作起来比较麻烦，起来比较麻烦，而且靠滞回比较器的滞环宽度确定控温的精度，而且靠滞回比较器的滞环宽度确定控温的精度，而且靠滞回比较器的滞环宽度确定控温的精度，计算和控制都不灵活，计算和控制都不灵活，计算和控制都不灵活，所以所以本次设计不采用这个方案。
恒温供水自动控制系统电路设计
关键词 ： 计算机 ； 网络服 务； 操作
由系统管理 员管理 的结构 化计算 机环境 ２１ 于系统管理员来说 ，新 的服务有些 要为 现存系统增加更多 的并行服务器。有些服 ．对 是 由技术人员操作大量的计算 机，通过共享方 要求 不是用户直接 可见 的。比如系统管理员要 务和 网站每 时每刻 的功能都集成在一起 ， 以 所 便的通信 、优化的资源等服务互相联结在一起 考虑到新服务 的管理 界面 、是否可 以与 已有的 它们在 网站建立的早期就做到充分冗余了。别 的环境 。当一 台家用 电脑通过 互 联 网或 通过 服务 协同操作 ，以及新服务是否能与核心服务 的仍然被忽视 ，直到网站变得 很大 ，出现了一 ＩＰ连接 到因特网上 ，它就是使用 了 ＩＰ或其 如认证服务和 目录服务等集成到一起 。 Ｓ Ｓ 些大 的、明显的故障。名字服务 和认证 服务是 他人提供的服务 进入 网络 。办公室环境也能提 ２ 开放 的体 系结 构。一个新 服务 ，不管 典型 的、首先要充分冗余的服务 。这 么做 的部 ． ２ 供同样甚至更多的服务 。典型 的办公室环境包 在什么情况下 ，只要可能 ，就应该建立在使用 分原因是软件就是设计得 要有辅 助服务 器 ，部 含很 多服 务 ，主 要有 Ｄ Ｓ Ｎ 、电子 邮件 、认 证 开发式协议和文件格式的体系结构上。特别是 分原 因是它确实很重要 。其它重要 的服务如 邮 服务 、联 网以及打 印等 等。这 些服务 非 常重 那些 在公共 论坛 上记 录成 文 的协议 和文 件格 件服务 、打印服务 和网络服务 ，在 以后才能被 要 ，一旦 停止 了这些服务会对我们的生活产生 式 ，这样销售商才能依据这些标 准生产 出通用 考虑到 ，因为要 为它们作 完全冗余会更复杂而 重大影 响。其 它典型的服务还包括 各种远程接 的产品。具 有开放 体系结构 的服务 更容易 和其 且很昂贵。 入 方法 、网络 证书服 务 、软件 仓库 、备份 服 它遵循相同标准的服务集成 到一起 。开放 的反 ２ ． 立一 项 服务 除 了要 求 可靠 、可监 ５建 务 、连接因特 网、Ｄ Ｃ Ｈ Ｐ、文件 服务 等等 。如 义词是私有 ， 使用 私有协 议和文 件格式 的服务 测 、易维 护支持 ，以及要 符合我 们所有 的基本 此多 的服务确实令人 厌倦 ，但这也证 明了系统 很难 和其 它产 品共 同使用 ，因为私有协议 和文 要求 和用户 的要求外 ，还要考虑 到一些特别 的 管理员 团队所创造并维护 的服务是 如此 之多 ， 件格式 的改变 可以不发布通知 ，也不要求得到 事情 。如果 可能 的话 ，应该让每个服务使用专 用户 的每一个技术支持都包 含了系统管理员 团 协议创造者 的许可 。当销售商扩展 到一个新领 门的机器 ， 这么作 可以让服务更容易得到支持 队提供的服务在里面。 域 ，或者试 图保护 自己的市场而阻止创造一个 和维 护，也 能减少忘记一些服务器机器上的小 １服务的基本 问题 公平竞争 的环境时 ，他们会使用私有协议 。 的服务机会 。在一些大公司 ，使用专门的机器 １ 创建一 个稳定 、可靠 的服务 是一个系 ． １ ２ 理想 的服务应 该建 立在使用 专门的机 是 一条基 本原 则 ，而在小 公 司 ．由于 成本 问 ＿ ３ 统管理员的重要工作 。在进行这项操作时系统 器上 。大 网站应该有能力根据服务 的要求来调 题 ，一般达不到这个要求 。还有一个观念就是 管理员必须考虑许多基本要素 ，其中最重要的 整到这个结构 ，而小 网站却很难做到。每项服 在建立服务时要 以让服务完全冗 余为 目 。有 标 就是在设 计和开发 的各个阶段都要考虑到用户 务都有专门的机器会使服务更可靠 ，当发生可 些重要的服务不管在多大的公司都要求 完全冗 的需求 。要和用户进行交流 ，去发现用 户对 服 靠性 问题是 也容 易调试 ，发 生 故障 的范 围更 余。 由于公司的规模还会 增长 ， 有你要 以让 所 务的要求 和预期 ，然后把其它的要求如管理要 小 ，以及容易升级和进行容量计划。从小公司 所有的服务都完全冗余为 目标。 求等列一个清单 ，这样的清单只能让 系统管 理 成长起来的大网站一般有一 个集 中管理的机器 ２ 使用 专门的机器 ． ６ 员 团队 的人 看 到。在 这样一 个过 程 中 “ 是什 作为所有重要 服务 的核心，这 台机 器提供名 字 理想 的情 况 ，服务应 该建 立在专 门 的机 么” 比 “ 怎么样”更重要 ， 否则在具体执行 时 服务、认证服 务、打印服务 、邮 件服务 等等 。 器上。大网站应该有 能力根据服务 的要求来调 很容易就会陷入泥潭而失 去 目 。 标 最后 ，由于负荷 的增 长，机 器不得不分开 ，把 整到这个结 构 ，而小网站却很难做 到。每个服 １ 服务应该建立在服务器 级的机器上而 服务扩展 到别 的服务器上去 。把一个 中心 主机 务都 有专门的机器会使服务更可靠 ，当发生可 ． ２ 且机器应该 放在合适 的环境 中，作为服务器 的 分解 到许 多不 同的主机上是非 常困难 的，建立 靠性 问题 是也 容易 调试 ，发 生故 障的范 围更 机器应当具 备适当 的可靠性和性能。服务和服 起来 的时问越 长，上面 的服务越多 ，就越难分 小 ，以及容易升级和进行容量计划 。 务所依赖 的机器应该受到监控 ，一旦发生故障 解 。 通 过 以上介绍 ，系统 管理员 可以用 它来 就发出警报 或产生故障记录清单。 ２ 充分 的冗余是指 有一个或一 系列 复制 了解 自己所建立 的服务是否完善 ，用户可 以以 ． ４ １ 作为服务一部分 的机器和软件应 当依 好 的服务器 ，能在发生故障的时候接管主要的 之去衡 量 自己所 接受到 的服务是 否达到预期 ， ＿ ３ 赖 那些建 立在相 同或更 高标 准上 的主 机和 软 故障设备。冗余 系统应 该可以作为备份服务器 希望从两个方面的要求来促进服务 ， 计算机 使 件 ，一个服务的可靠性 和它所依赖 的服务链 中 连续地运行 ，当主服务器发 生故障时能 自动连 网络上 的服务更上一层楼 。 最薄弱环节 的可靠性是相 当的。一项服务不应 上线 ，或者只要 少量 的人工 干预 ，就能接管提 该无故的去依赖那 些不是服务一部分 的主机 。 供服务 的故 障系统 。你选择 的这类冗余是依赖 １ ． ４另一种使服务易于维护 的方法是使用 于服务 的。有 些服 务如 网 页服务 器和 计算 区 （ 上接 ２ ３页 ） 测量 、 温度控制 、 水位测量 、 水位 标准硬件、标 准软 件、标准配置 以及把文件放 域 ，可 以让 自己很 好地 在克 隆好 的机 器上 运 控制 、 防干烧 、 防漏 电、 防冻功能集于一体 ， 各部 在标 准位 置 ， 对服务进行集 中管理。例如 ，在 行 。别 的服务 比如大数据库就不行 ，它们要求 分即相互独立又相互关联 ， 利用常规集成 电路实 个公 司中，用一个或两个大的主要的打印服 连接更牢 固的崩溃恢复系统 。你正在使用 的用 动控制。 本电路 已用在吉林市 务器 比零星分布的几百个小服务器使服务更容 来提供服务的软件或许会告诉你 ，冗余是 以一 现了对水箱的全 自 鹏振实业有限公 司生产 的 Ｐ Ｄ －１ Ｚ Ｓ０６型太阳能 易得 到支持 。 种有效 的 、被动 的 、以服务器 的形式存 在的 ， 动控制仪上 ， 在使用过程 中各项性能均 １ ． ５最后 ，也是非常重要 的是在执行 一些 只有在主服务器发生故障并发出请求时 ，冗余 热水器 息 科 学 ｌ ｌｌ
晶闸管温控方式
晶闸管温控方式晶闸管是一种常用的电子器件，可以控制电流的导通和截断，广泛应用于电力控制和调节领域。
在一些需要精确温度控制的场合，晶闸管温控方式被广泛采用。
本文将介绍晶闸管温控的原理、特点和应用。
一、晶闸管温控的原理晶闸管温控的原理是利用晶闸管的可控性，通过改变晶闸管的导通角度来控制电流的大小，从而实现对温度的控制。
晶闸管具有正向导通和反向截断的特性，通过控制晶闸管的触发角来实现对电流的调节。
当晶闸管的触发角增大时，导通时间减少，电流减小，从而降低了电路中的功率，实现了温度的控制。
二、晶闸管温控的特点1. 精度高：晶闸管温控可以实现对温度的精确控制，可以精确到0.1℃，满足不同应用场合的需求。
2. 响应速度快：晶闸管的响应速度很快，可以在毫秒级别内完成温度的调节，适用于对温度变化要求较高的场合。
3. 可靠性高：晶闸管具有较高的可靠性和稳定性，长时间运行不易出现故障，适用于长时间工作的环境。
4. 体积小：晶闸管体积小巧，可以方便地安装在各种设备中，适用于空间有限的场合。
三、晶闸管温控的应用1. 工业设备温控：在一些工业设备中，需要对温度进行精确控制，以保证设备的正常运行。
晶闸管温控可以实现对温度的精确调节，保证设备的稳定运行。
2. 温室温控：在温室中，温度是植物生长的关键因素之一。
晶闸管温控可以根据植物的需求，精确控制温室内的温度，提供适宜的生长环境。
3. 电炉温控：在一些需要高温加热的场合，如电炉、熔炉等，晶闸管温控可以实现对电流的精确调节，控制设备的加热温度，保证工艺的稳定性。
4. 恒温器：晶闸管温控可以用于恒温器中，实现对恒温器内温度的精确控制，保证恒温器的工作稳定性。
总结：晶闸管温控是一种精确、可靠的温度控制方式，具有高精度、快速响应、高可靠性和小体积等特点。
它在工业设备温控、温室温控、电炉温控和恒温器等领域有着广泛的应用。
随着科技的不断进步，晶闸管温控技术也在不断创新和发展，使得温度控制更加精确和方便。
高精度恒温控制电路
为反馈 给温 度控 制算 法计算 移 相控 制量 的温度 信
号； 丁 为温度控制 给定值 ； 为经过温度控制算 Ｇ 法计算 后 的移 相控制 值 ， 即可控 硅延 迟 导通时 间 ；
Ｐ为控制 触发 电路 的 电压 ； 为 触发 可控硅 导通 的 口
率 加 热器 ， 者设 计 的 高精 度恒 温 控 制 电路 采用 笔
于单 片 机 计算 速 度 快 ， 时 时 间单 位 小 （ 般 是 定 一
１ ）因此 ， 过算 法 计 算 得 到 的延 迟 时 间 精 确 ｓ ， 经
度高 ， 以达到 市 电整流 后周 期 （ ０ｍｓ 的万分 之 可 １ ）
一
，
控制 的精度 非常 高 。 温度 控制 的控 制算 法 很 多 ， 里 采 用 ＰＤ 算 这 Ｉ
Ｖ １２ ｏ４ ｏ ８ ， ． Ｎ
Ａｐ ．２ ０ ｒ ０６
文章编号 ：Ｏ ７ ４Ｘ（０ ６０ —０ ３ —０ ｌ Ｏ —１ ４ ２ ０ ）４ ０８ ３
高精度恒温控制 电路
张洪 昌 ， 田会 方 ， 赵 恒
（ 武汉理工大学 机 电工程学院， 湖北 武汉 ４０７） ３０ ０
摘 要 ； 常用 的温度 调节方法有继 电式调温、 调压器 调压 调温 和电子式 （ 多用 可控硅） 调压 调温等 几种 。继 电
ＧＮＤ
图 ２ 过零检测 电路
法， 其实现 过程 简单 ， 计算 量小 ， 制效 果好 。 字 控 数
式 ＰＤ 控制式 为 Ｉ Ｐ ｌ＝ Ｋ （）一 ｅ￡ １ ］＋ Ｋ ｅ￡ ｄ ｔ × ￡ （一 ） × （） ＋ Ｋｄ× ｒ （）一 ２× ｅｔ一 １ ｅｔ （ ）＋ ｅｔ一 ２ ］ （ ） 其 中 ， 为上 次输 出量 的增 加 量 ；（）为 设 Ｐ ￡ 定 温度 与当前 温度 的差值 。
恒温控制器—三极管放大电路
结论：三极管组成的放大电路，只适合于交流小信号的放大。
二、三种波形失真分析与消除
静态工作点的测量与调整
调测放大器静态工作点的方法
选取一只定值电阻和一只电位器，串联后接入 电路用以代替偏流电阻Rb。 将万用表置于电流挡，然后串接在集电极回路。
接通调试电路电源，缓慢地调节电位器，直至
万用表指示的IC电流达到要求。 选一个阻值与之相当的固定电阻去代替Rb和RP。
图 a 共发射极放大电路
一、三极管组成的基本放大电路
放大电路的电压、电流符号规定
直流分量 交流信号
用大写字母和大写下标表示 如：IB、IC、IE、UBE、UCE
用小写字母和小写下标表示
如：ib、ic、ie、ube、uce
交流和直流叠加信号
用小写字母和大写下标表示 如：iB、iC、iE、uBE、uCE
求得静态工作点：IBQ、VBEQ、ICQ、VCEQ
放大电路 （共射极）
实际等效电路
图解分析
课程主题：三极管放大电路动态特性分析
电子技术与实践 课程
一、静态特性与动态特性
静态特性
动态特性
输入信号ui=0
输入信号ui≠0
交流通路——分析动态工作情况
二、图解法分析放大电路动态特性
交流通路的画法
对交流信号(输入信号ui)
课程主题：热敏电阻温度检测电路分析
电子技术与实践 课程
红 0 D205 2 2R207 D2041N4148 黄 0 D203 2 2R206 D2021N4148 3 绿 0 1 D201 2 0 2R205 Q2029 3 1 K 0 1R204 Q2019 K 0 t RT2015K(NTC) 0 8 1RP201 5.1KR2016R203 D V N5 + G 0 8 6R202
高精度温度控制设计方案
01
02
03
04
屏蔽措施
对信号线采用屏蔽线或双绞线 ，降低电磁干扰。
接地处理
合理设计接地系统，降低共模 干扰。
软件滤波
采用数字滤波算法，如滑动平 均滤波、中值滤波等，进一步
提高信号质量。
误差补偿
通过校准实验，建立误差补偿 模型，对测量结果进行修正。
03 控制系统硬件架构搭建
主控芯片选型及性能评估
问题2
待测系统在长时间运行后，温度稳定性略有下降。分析原因可能是系统存在热漂移现象。优化建议：在系统中加 入热漂移补偿算法，以提高长时间运行时的温度稳定性。
06 总结与展望
项目成果总结回顾
成功实现高精度温度控制
通过优化算法和硬件设计， 成功将温度控制精度提升至 ±0.1℃。
提升系统稳定性
采用先进的控制策略和滤波 算法，有效降低系统噪声和 干扰，提高系统稳定性。
针对模糊化处理中的量化因子和比例 因子的调整，采用试凑法或遗传算法 等方法进行优化，以提高控制精度和 稳定性。效果评估主要通过观察实际 温度曲线与设定温度曲线的吻合程度 ，以及在应对复杂环境变化时的自适 应能力进行评价。
针对学习速率、动量因子等参数的调 整，采用梯度下降法或粒子群优化算 法等方法进行优化，以提高网络的学 习能力和泛化能力。效果评估主要通 过观察实际温度曲线与设定温度曲线 的吻合程度，以及在应对不同工况和 不同干扰因素时的鲁棒性进行评价。
市场需求
市场对高精度温度控制设备的需求日益增长 。
温度控制需求分析
稳定性
要求系统具有长期稳定性，避免温度波动。
控制精度
要求实现±0.1℃以内的温度控制精度。
实时性
要求系统能够快速响应外部环境变化，实时 调整温度。
恒温控制电路设计
恒温控制电路设计一．概述：本设计的主要内容是用单片机系统进行温度实时采集与控制。
温度信号由AD590K和温度／电压转换电路提供，对AD590K进行了精度优于正负0.1°C 的非线性补偿，温度实时控制采用分段非线性和积分分离PI算法，其分段点是设定温度的函数。
控制输出来用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率。
系统具备较高的测量精度和控制精度。
二．实施方案：本题目是设计制作一个恒温箱控制系统，为测量和温度调节方便，内加2L纯净水，加热器为100W电炉。
要求能在40度到100度范围内设定控制水温，静态控制精度为0.2°C，并具有较好的快速性与较小的超调．含有十进制数码管显示、温度曲线打印等功能。
关键词：非线性补偿：大多数被测参数与显示值之间呈现非线性关系，为了消除非线性误差，必须在仪表中加入非线性补偿电路。
常用的方法有：模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。
分段非线性：由于热敏电阻的阻值与温度之间的关系存在着非线性，需通过计算机进行非线性改正，消除非线性的影响。
为克服非线性的影响，采用分段线性法补偿。
如果该温度计的测量范围为5℃至45℃，将整个温度测量范围等分为10个小区间，每4度为一个区间，在每个区间内温度与频率的关系可视为线性。
过零检测光耦：过零检测光藕就是在交流电网过零检测光藕.在电网过零时干扰最小,不会影响模拟测量的结果，这种光耦是在直流电时导通的.它的前级结构是二极管。
热惯性：系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。
超调：系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定。
传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。
恒温控制电路
电压比较器
R4 +Vcc U1 U2 R2 R3 R1 1 + 5 2 A1 3 4 Uo
当R1=R2=R3=R4时，通过计算可得Uo=U1-U2。 有3种比较结果： 1.当U1=U2时，Uo=0V; 2.当U1>U2时，Uo小于0V,输出正电压。 3.当U1<U2时，Uo大于0V,输出负电压。
恒温控制电路
1N4001 T 220 v 6V 0V 1 R1 1N4001 2 uA741 3 VL2 C1 RT VL1 R3 5 4 R4 VTH
AC
RP
R2
电 热 丝
工作原理
RT在低温下阻值很大，在高温下阻值很小， 即为热敏电阻。当环境温度低于设定温度 时，电压比较器uA741的2脚电压高于1脚 电压，4脚输高电平，使VL2发光指示，同 时触发双向晶闸管VTH导通，使加热器通 电，加热升温。当环境温度高于设定温度 时，电压比较器uA741的2脚电压低于1脚 电压，4脚输出低电平，于是VL2熄灭，双 向晶闸管VTH截止，加热器断电，停止加 热，从而实现温度的恒定控制。
过零光耦 可控硅 恒温箱温度控制电路
过零光耦可控硅恒温箱温度控制电路一、概述在工业生产中，恒温箱被广泛应用于对温度敏感物品的储存和测试。
如何确保恒温箱内的温度稳定控制是一个关键问题。
本文将介绍如何利用过零光耦和可控硅构建一个恒温箱的温度控制电路。
二、过零光耦的工作原理1. 过零光耦是一种可控硅触发电路，它采用光电器件实现输入和输出电气隔离。
当控制端输入的电压为零时，过零光耦会输出一个脉冲信号，用于触发可控硅的导通。
2. 过零光耦的工作原理是利用光电器件对输入电压进行检测，一旦检测到输入电压为零，就会产生输出信号。
这个特性使得过零光耦能够实现对交流电压的精确触发。
三、可控硅的特性和应用1. 可控硅是一种半导体器件，能够在电压施加时实现导通和阻断。
它具有电压控制特性，可以实现对交流电压的精确控制。
2. 可控硅在恒温箱的温度控制电路中扮演着重要角色。
通过合适的触发脉冲控制可控硅的导通角度，可以实现对加热元件的精确控制。
四、恒温箱温度控制电路的设计和实现1. 温度传感器：我们需要选择适合的温度传感器，常用的有热敏电阻和绝对温度传感器等。
2. 过零光耦和可控硅：利用过零光耦检测交流电压的零点来触发可控硅的导通，从而实现对加热元件的精确控制。
3. 控制系统：选用微处理器或者单片机等控制单元，根据温度传感器的反馈信号调整过零光耦的触发脉冲，以实现对恒温箱内温度的精确控制。
4. 加热元件：作为恒温箱的关键部件，加热元件的选择和设计需要充分考虑到恒温箱的尺寸和所需温度范围。
五、恒温箱温度控制电路的优势和应用1. 精确性：利用过零光耦和可控硅构建的温度控制电路可以实现对恒温箱内温度的高精确控制，确保温度稳定性。
2. 稳定性：由于可控硅的电压控制特性，恒温箱温度控制电路能够实现对加热元件的稳定控制，确保恒温箱内温度的稳定性。
3. 应用广泛：恒温箱温度控制电路可以广泛应用于实验室、医药、食品、农业等领域，为温度敏感物品的存储和测试提供可靠保障。
六、结论通过本文的介绍，我们了解了过零光耦、可控硅以及恒温箱温度控制电路的设计和实现原理。
基于980nm泵浦激光器的恒温驱动设计
www�ele169�com | 15电子电路设计与方案0 引言半导体激光器是光纤通信、光纤传感等领域中不可或缺的重要器件。
一方面，其可以作为直接调制光源，用于主干网以及接入网的信号源；另一方面，半导体激光器常常被用作光纤激光器、掺铒光纤放大器等器件的泵浦源，为信号的产生和放大提供能量来源[1]。
而伴随着掺铒光纤放大器、光纤激光器等器件研究的不断深入，对半导体泵浦激光器的工作性能也提出了更高的要求。
发现其对温度特别敏感，温度稳定性能高的不仅能带来各光学器件相关参数的稳定输出，同时也会提高整个光通信系统的整体性能和安全可靠性[2]。
半导体光源大多最理想的工作温度是25℃，在此温度下光源寿命最长。
随着半导体光源连续工作，特别是大功率LD 工作时，光源放出的热量会使自身的温度上升，导致光功率下降，对半导体激光器而言，波长会向长波方向漂移。
为避免上述问题，需要设计一个能够实时监控激光器实时温度并且精确控制的系统。
1 温度控制原理半导体致冷器(Thermoelectric Cooler)是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。
所谓珀尔帖效应指的是当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，另一端放热的一种现象，一对电偶产生的热电效应很小，故在实际中都将上百对热电偶串联在一起，所有的冷端集中在一边，热端集中在另一边，这样生产出用于实际的致冷器。
980nm 激光器的内部集成了半导体热电制冷器（TEC）和负温度系数的热敏电阻。
温度控制的原理是通过测量温敏电阻的阻值来获得当前激光器的工作温度再反馈控制流过TEC 的电流大小和方向使其加热或制冷，使热敏电阻的温度保持在设定的温度上，从而使激光器的工作温度稳定。
980nm 光纤光源示意图如图1所示。
图1中，±TEC 为制冷器的电流输入端，电流由正端输入，负端输出时为加热状态，而电流反向则为制冷状态。
在控制温度时，需要设计制冷器控制电路，通过A/D 传回的温度数据经微处理器软件控制制冷器工作。
基于STM32的高精度恒温控制系统设计
基于STM32的高精度恒温控制系统设计黄琦;韩广源;吴瑞东;刘毅;杨世强;张明江;张建忠【摘要】针对分布式光纤拉曼测温系统中定标光纤和雪崩光电二极管(APD)的温控要求,设计了一套基于STM32的高精度恒温控制系统.系统采用上下位机结构,上位机负责设定温度值和显示温度数据,下位机根据上位机的设定值利用P ID算法对恒温箱的温度进行控制.实验结果表明:在22℃的室温下,定标光纤温度稳定在(10±0.1)℃,APD温度稳定在(5±0.005)℃,上位机可准确反映温度的数值和变化趋势.整套恒温系统能够满足分布式光纤拉曼测温系统的温控要求.%Aiming at the temperature requirements of the calibrating fiber and avalanche photo diode ( APD) in distributed optical fiber Raman temperature sensing system, a constant temperature control system with high precision was designed based on STM32. This system adopted upper and lower computers. The upper computer can set the temperature value and display tempera?ture, meanwhile, the lower computer can control the incubator temperature with the PID algorithm according to the instruction from the upper computer. The experiment results show that the calibrating fiber and the APD can stabilize at(10±0.1)℃ and(5± 0. 005)℃ at room temperature of 22 ℃.respectively, Besides, the upper computer can accurately reflect the temperature value and its variation trend. It is reasonably believed that the complete set of thermostatic device can meet the temperature demands in distributed optical fiber Raman temperature sensing system.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P71-74)【关键词】STM32;高精度;温度;STemwin;PID算法【作者】黄琦;韩广源;吴瑞东;刘毅;杨世强;张明江;张建忠【作者单位】太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学物理与光电工程学院,光电工程研究所,山西太原030024;太原世诺科技有限责任公司,山西太原 030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学物理与光电工程学院,光电工程研究所,山西太原 030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学物理与光电工程学院,光电工程研究所,山西太原 030024;太原世诺科技有限责任公司,山西太原030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原030024;太原理工大学物理与光电工程学院,光电工程研究所,山西太原 030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学物理与光电工程学院,光电工程研究所,山西太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TP273分布式光纤拉曼测温系统是利用后向拉曼散射光的温度效应进行温度探测的新型传感系统［1］。
基于半导体制冷片的高精度控温电路系统设计
基于半导体制冷片的高精度控温电路系统设计李丹;蔡静【摘要】基于半导体制冷片(Thermo Electric Cooler,TEC)设计了一种高精度控温电路系统.本文详细介绍了TEC的选型方法,设计并实现了以单片机为核心的硬件电路,采用PID软件控制算法优化温控参数.在实验中,选择较大热负载紫铜块作为控温对象进行实验验证,实验结果表明:在室温23℃的情况下,紫铜块的控温范围为-10~40℃,控温精度高达0.01℃.%This paper designed a high-precision temperature-control circuit system based on TEC.Introduction was made to the selection method of TEC,realizing a hardware circuit based on single-chip and using PID software control algorithm to optimize parameters.In experiment,choosing the higher thermal load copper block as the temperature control object to do the test verification.The result shows when the ambient temperature is 23℃,the temperature control range of the copper block is-10~40℃.The temperature control precision can be up to 0.01℃.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】4页(P19-21,39)【关键词】半导体制冷片;选型介绍;控温系统;电路设计【作者】李丹;蔡静【作者单位】中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095;中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TB94;TM13半导体制冷片(Thermo Electric Cooler,TEC)遵从帕尔贴效应，通过控制流过TEC 电流的方向及大小实现其加热制冷转换以及加热制冷量的调节。
恒温控制电路课程设计
恒温控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握恒温控制电路的基本原理与组成；2. 学会分析恒温控制电路的工作流程，理解各部分功能及相互关系；3. 掌握温度传感器在恒温控制电路中的应用，并能解释其工作原理；4. 了解并掌握常用电子元件在恒温控制电路中的作用及选型。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的恒温控制电路；2. 能够利用电路仿真软件搭建并测试恒温控制电路，观察并分析实验结果；3. 培养学生动手实践能力，学会焊接和调试恒温控制电路。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和电子技术基础，对实践操作有较高的兴趣。
教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，通过实际操作，使学生掌握恒温控制电路的设计与搭建。
教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，培养其解决问题的能力。
在教学评估中，以学生实际操作成果为主要评价标准，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 理论知识：- 课本第三章“温度控制电路”内容学习；- 温度传感器原理及特性；- 恒温控制电路的组成及工作原理；- 常用电子元件在恒温控制电路中的应用。
2. 实践操作：- 设计并绘制简单的恒温控制电路图；- 利用电路仿真软件进行电路搭建与测试；- 焊接和调试恒温控制电路；- 分析实验结果，优化电路设计。
3. 教学进度安排：- 第一课时：学习恒温控制电路的理论知识，理解温度传感器原理；- 第二课时：分析恒温控制电路的组成及工作原理，介绍常用电子元件；- 第三课时：设计并绘制恒温控制电路图，利用电路仿真软件进行初步测试；- 第四课时：焊接和调试恒温控制电路，观察实验现象，分析实验结果；- 第五课时：优化电路设计，进行课堂展示与交流。
四种禽蛋电子孵化恒温箱电路制作
禽蛋孵化恒温箱（一）该禽蛋孵化恒温箱电路功率为75-150W，一次可孵化约500只种蛋。
恒温箱电路由电源电路、温度检测控制电路和指示电路组成，如图１所示。
电源电路由电源开关S、电源变压器T、整流二极管VDl-VD4和滤波电容器C组成。
温度检测控制电路由电接点温度计Q、电阻器Rl、晶体管V、继电器K、二极管VD5、晶闸管VT1、VT2和风扇电动机M组成。
指示电路由电阻器R2、R3和氖指示灯HLl、HL2组成。
禽蛋孵化恒温箱电路（一）接通S，风扇电动机M旋转，交流220V电压经T降压、VDl-VD4整流和C滤波后，为K和V组成的继电器驱动电路提供9V直流电压。
同时，指示灯HL2点亮。
刚接通电源时，恒温箱受控温度低于Q的设定温度，Q内部的温度触头处于断开状态，V处于截止状态，K处于释放状态，K的常闭触头接通，使VTl和VT2分别在交流电的正、负半周时交替地导通与截止，电加热器EH通电开始加热，使温度逐渐上升，同时HLl点亮，HL2熄灭。
当受控温度上升至设定温度以上时，Q内部的温度触头接通，使V导通，K吸合，K的常闭触头断开，VTl和VT2在交流电过零时截止，EH断电而停止加热，HLl熄灭，HL2点亮。
EH断电后，温度开始缓慢下降，当温度降至设定温度以下时，Q内部的温度触头又断开，V截止，K释放，VTl和VT2又交替导通，EH又通电工作。
此过程周而复始地重复，从而使受控温度恒定在设定温度值上。
孵化恒温箱箱体为双层木制结构，外形尺寸为 1000mmx980mmx680mm，双层木板之间为30mm厚的保温层 (用泡沫塑料或岩棉、棉花等隔热保温)，箱内设置多层蛋盘。
在恒温箱的适当位置安装风扇，保证风扇运转时能不断吸人新鲜空气。
电热器应安装在风扇叶的前方。
为保证在箱内有一定湿度，茬风扇的正前方或箱底应放置一盆干净的温水。
元器件选择Rl-R3均选用1/4W金属膜电阻器。
C选用耐压值为25V的铝电解电容器。
VDl-VD5选用1N4004或1N4007型硅整流二极管。
恒温恒压电路原理说明书
恒温恒压供暖电路原理说明书姓名：纪浩专业：机械电子指导老师：戴锦春1.恒温恒压供暖电路系统控制电路是以TI公司的TMS320F2812控制芯片，具有很高的性价比，广泛应用于工业控制，它的具有很高的处理速度、处理精度，在恒温恒压控制电路中可以保证良好的实时性。
控制电路主要包括DSP2812最小系统、ADC电路，DAC电路、串行通信电路和光电隔离电路。
主控芯片DSP2812主要负责将ADC电路采集的温度和压力值与控制要求所设定的值进行比较，然后通过DAC电路，结合PID算法实时、动态控制执行机构（电磁阀和交流电机）。
图1 恒温恒压供暖电路系统框图2.控制电路说明2.1ADC电路ADC 数据采集电路负责将温度传感器和压力传感器的值传输到DSP2812.温度传感器和压力传感器都采用0----10V电压输出，经过ADC电路将模拟量转换为数字量。
DAC 数据采集电路如图2所示。
图2 ADC电路2.2DAC电路数模转换电路是通过模拟量控制驱动执行机构，主要包括控制气体流量的电磁阀和控制压力的变频器与交流电机组成的压力执行机构。
图3 DAC电路2.3串行通信电路串行通信电路也称SCI电路，SCI电路通过RS232通讯协议和工业触摸屏连接，实现触摸屏和主控单元DSP2812进行串口通信。
触摸屏设置的温度和压力值可以通过串口传输到DSP内部。
串行通信电路如图4所示。
图4 串行通信电路2.4光电隔离电路光电隔离电路主要控制声光报警器和变频器的的数字输入。
现场实时的压力值超过安全阈值后，变频器输出禁止，交流电机停止工作，声光报警器报警。
光电隔离电路如图5所示。
图5 光电隔离电路3.动力电路说明3.1执行机构执行机构主要包括加压、减压的交流电机和控制恒温气体流量的电磁阀。
交流电机通过变频器控制其转速，变频器采用模拟量4---20mA控制，同时用变频器的一组数字量输入作为超压后的禁止运行条件。
变频器和交流电机组成的压力控制执行机构如图7所示。
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第28卷第4期武汉理工大学学报・信息与管理工程版V o l.28N o .42006年4月JOU RNAL O F WU T (I N FORMA T I O N &MANA GEM EN T EN G I N EER I N G )A p r .2006文章编号:1007-144X (2006)04-0038-03收稿日期:2005-06-02.作者简介:张洪昌(1980-),男,山东烟台人,武汉理工大学机电工程学院硕士研究生.高精度恒温控制电路张洪昌,田会方,赵 恒(武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉 430070)摘 要:常用的温度调节方法有继电式调温、调压器调压调温和电子式(多用可控硅)调压调温等几种。
继电式调温依靠继电器的频繁切换来保持温度,它的温度调节比较粗略,精度不高,响声大,使用寿命低。
调压法调压的特点是对电网电压影响小,但比较笨重,调节粗糙,精度较低。
而可控硅调压调温的特点是体积小、无噪声、调节方便且控制精度高,但对电网会产生一些影响,适用于科研实验等小功率加热器。
所设计的恒温控制电路由于采用单片机作为控制器,其电路设计简单,控制精度高,可达到±0.04℃。
关键词:可控硅;移相调压;P I D 算法;移相控制中图法分类号:T P 273.2 文献标识码:A1 引 言在实际工作和科研中,许多实验均需要用加热器来加热实验对象,使其达到并保持在某一设定温度,而且在实验过程中,对象的温度有时要求稳定性很高,有时需要不断地调节。
常用的调节方法有继电式调温、调压器调压调温和电子式(多用可控硅)移相调压调温等几种。
可控硅调压调温的特点是体积小、无噪声、调节方便、控制精度高,但会对电网产生一定影响,适用于科研实验等小功率加热器,笔者设计的高精度恒温控制电路采用单片机作为控制器,其电路设计简单,控制效果好,以下将对利用可控硅设计的恒温控制电路做具体的介绍和分析。
2 控制原理在交流电的一个周期中,从过零点起,延时一段时间再给可控硅一个触发信号使其导通。
这样,加在负载上的有效功率由延迟导通时间控制,延迟导通时间越长,负载的有效功率越低。
因此,可对可控对象的温度进行控制[1]。
加热器的温度控制电路结构图如图1所示。
图1中,U 1为电压;U 2为可控硅调节后的制热电压;T 为加热器反映到温度传感器的温度;T c 为反馈给温度控制算法计算移相控制量的温度信号;T k 为温度控制给定值;C t 为经过温度控制算法计算后的移相控制值,即可控硅延迟导通时间;P 为控制触发电路的电压;a 为触发可控硅导通的脉冲信号。
整个电路可分成过零检测电路、温度检测电路、控制电路和算法计算主电路4个部分。
3 温控电路的设计与分析3.1 过零检测电路过零检测电路如图2所示。
图1 加热器的温度控制电路结构图图2 过零检测电路T 为单向光耦,隔离220V 交流电与V CC ,因此,必须使用元件D 整流使交流的负半周期变为正。
K I N T 0输出的为过零点的信号。
3.2 可控硅触发控制电路可控硅触发控制电路如图3所示。
图3 可控硅触发控制电路图3中元件M 2是隔离式双向触发可控硅的专用芯片;元件TR I 2是双向可控硅;当Kou t 1端有脉冲输入时,可控硅即可被触发导通。
该电路简单实用,没有复杂的芯片,对温度控制能够起到很好的效果。
3.3 温度检测电路温度检测使用的是集成数字温度传感器D S 18B 20。
D S 18B 20是DALLA S 公司生产的一种线式数字温度传感器,具有3引脚TO 292小体积封装形式;温度测量范围为-55℃～+125℃,内置12位精度的A D 转换器,其测温分辨率可以达到0.0625℃;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个D S 18B 20可以并联到3根或2根线上,CPU 只需一根端口线就能与诸多D S 18B 20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
3.4 算法软件设计算法计算主电路是控制的核心。
算法是通过程序在单片机中完成的,其过程主要是根据当前的检测温度,计算出过零点至导通的延迟时间。
由于单片机计算速度快,定时时间单位小(一般是1Λs ),因此,经过算法计算得到的延迟时间精确度高,可以达到市电整流后周期(10m s )的万分之一,控制的精度非常高。
温度控制的控制算法很多,这里采用P I D 算法,其实现过程简单,计算量小,控制效果好。
数字式P I D 控制式为P dlt =K p ×[e (t )-e (t -1)]+K i ×e (t )+K d ×[e (t )-2×e (t -1)+e (t -2)]其中,P dlt 为上次输出量的增加量;e (t )为设定温度与当前温度的差值。
P I D 控制过程最主要是各个参数的选择。
时间周期T 的选择一般在经验值20s 的基础上调整,周期T 确定后,在单片机中定时的方法很多,这里采用的是根据市电过零的次数乘以市电整流后的周期;K p 、K i 、K d 的参数主要根据以下现象进行调整:(1)加温很迅速就达到目标值,但是温度过冲很大。
K p 太大,致使在未达到设定温度前加温比例过高;K d 过小,致使对对象的反应不敏感。
(2)加温经常达不到目标值,小于目标值的时间较多。
K p 过小,加温比例不够;K i 过小,对偏差补偿不足。
(3)经常波动,上下偏差较大。
K d 过小,致使对对象的反应不敏感,反应措施不力;K i 过大,使系数的调节被淹没;T 过小,加热来不及传到测温点。
(4)受环境影响较大,稍微变动就会引起温度波动。
K d 过大,致使对对象的反应太敏感,反应措施调节量过大;T 过大,不能及时修正。
这种人工P I D 参数调整的方法,实验次数比较多,调试过程时间长。
一般情况下,当基本P I D 控制算法能够运行时,可以将模糊控制、自整定控制等算法添加其中,以便能够快速整定参数。
但从试验结果来看,为了达到高稳定度控制,还需要根据自整定的参数值做适当调节[2]。
4 结束语当电路硬件安装好后,还要反复调试P I D 控制参数,使其控制效果达到最好。
例如,以220V 交流电供电,用400W 的加热丝加热,对20L 铁箱进行空气恒温控制,根据时间和对应的温度,大体93第28卷第4期张洪昌等:高精度恒温控制电路图4 P I D 控制升温曲线可以绘出P I D 控制升温曲线如图4所示。
这里各个参数分别为:t =15s,K p =31,K i =0.9,K d =20。
由于加热器不同,工作环境不同,各个参数应根据实际情况来调整。
由于采用精密延迟时间控制可控硅导通,可以准确地控制加热器的有效功率,在运行一段时间后,加热器两端的有效电压基本保持不变,使温度能够长时间稳定不波动。
从实验结果看,温度可以稳定在±0.04℃,对于温度稳定要求比较高的情况,是一个非常有效的控制方法。
参考文献:[1] 刘 晶.可控硅调压法控制加热器恒温的电路设计[J ].黑龙江水利科技,2002(2):34-36.[2] 王福瑞.单片微机测控系统设计大全[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2002.On Con stan t Tem pera ture Con trol C ircu it w ith H igh Prec isionZ hang H ong chang ,T ian H u if ang ,Z hao H engAbstract :T he common w ays of temperature contro l are the relay type contro l ,vo ltage regulato r contro l and the electricity type contro l ,etc .T he relay type contro l m aintains the temperature w ith dependence on the frequent relay cut .It is sketchy w ith no h igh p recisi on ,h igh no ise and sho rt life .T he influence of vo ltage regulato r contro l to electricity netw o rk and vo ltage is s m all.How ever ,it is quite unw ieldy ,rough and the p recisi on is low .T he silicon -contro lled rectifier is of s m all vo lum e ,no no ise ,convenience and h igh p recisi on .But it m ay affect the electricity netw o rk and so is suitable fo r low pow er heater .Since the single ch i p is taken as the contro ller ,its circuit design is si m p le w ith h igh p recisi on ±0.04℃,.Key words :silicon contro l ;phase sh ift vo ltage regulati on ;P I D algo rithm ;phase sh ift contro lZhang Hongchang :Po stgraduate ;Schoo l of M echanical and E lectrical Engineering ,WU T ,W uhan 430070,Ch ina .[编辑:王志全]04武汉理工大学学报・信息与管理工程版2006年4月。