恒温系统的自动控制技术

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恒温系统的自动控制技术

摘要

温度与生物的生活环境密切相关，不同的生物或物体对温度的要求都不同。随着智能控制技术不断的发展，在现代工业生产以及科学实验的许多场合，为了获取生物或物体所需求的温度，需要及时准确的获取温度信息，同时完成对温度的预期控制，这时候温度检测与控制系统就显得尤其的重要。因此，温度检测系统的设计与研究一直备受广大科研者重视。

关键词：温度检测；AT89C52 单片机；恒温箱；

ABSTRACT

Temperature is closely related to life and environment.Different creature or object have different requirements to temperature.With the development of the intelligent control technology, and in order to arrive to the creature's or object's temperature demand, we should take the information of temperature timely and accuratly, and control the temperature to the expected degree, in the modern industrial production and scientific experiment many occasions .

I n this situation, the testing and controlling system for temperature is especially important. Therefore, the designs for temperature detection system attract researchers' attentions.

一、恒温系统自动控制在国内外现状及意义……………………………………

1.1 恒温系统自动控制在国内外现状………………………………………

1.2 恒温系统自动控制意义…………………………………………………

二、恒温系统自动控制的基本原理、结构及技术路线…………………………

2.1 恒温系统自动控制的基本原理…………………………………………

2.2 恒温系统自动控制的结构………………………………………………

2.3 恒温系统自动控制的技术路线…………………………………………

三、小结……………………………………………………………………………

四、参考文献………………………………………………………………………

一、恒温系统自动控制在国内外现状及意义

1.1恒温系统自动控制在国内外现状

温度控制技术在现代信息技术中是三大基础之一。恒温箱不管是在生活上，还是在工业上都有着巨大的经济效益。恒温箱自动控制系统在国内外都到研究与发

展。恒温箱的控制系统从开始的由人工调节达到需要的温度及控制，到现在发展

到采用单片机的自动控制其温度。恒温箱最基础的器件是由温度检测系统，模数

转换系统，单片机为核心，温度显示的组成。温度检测系统一般使用温度传感

器。温度传感器从1821 年由德国物理学家赛贝发明后到热电偶传感器。在由德

国西门子发明了铂电阻，后在半导体技术的支持下相继开发了半导体热电偶传感

器、PN 结温度传感器和集成温度传感器。20 世纪90 年代时又发明了智能温度

传感器。这样可控制的温度范围有所加大，温度控制的精度也逐步提高。模数

转换器是现实中各种模拟信号通向数字化数字世界的桥梁。ADC模数转换器有8

位，12，14，16，24 位等。ADC 的位数越高分辨率也越高，位数越高，精

度也越高。现在工业需要高精度的电器也越来越多。对不同的产品要求的精度不

一样，对ADC 的选择也不一样。单片机是一种集成电路的芯片。从1976 年起

是单片机的开始阶段到1978 年的单片机的完善阶段。到了1982年后到1990 年，

8 位的单片机得到巩固发展，以及16 位单片机推出。从1990到现在微控制器

的全面发展阶段。所以单片机深入了各个领域的发展与应用。因此产品越来越智

能化多样化。显示一般有数码管和液晶显示。国内恒温箱的现状多为传统式电子

产品，而国外温度控制技术发展较为成熟。温度传感器采用热敏电阻或热电阻，部分产品温度设定和电热丝开关通过触摸键和液晶显示屏实现人机交互界面，电

热丝开关切换自动完成，运算放大电路和开关电路实现双位调节。这类智能恒温

箱产品改善了人机交互界面，解决了“温度设定分度值过粗” 等问题，但仍存在

“控制精度不高” 、“时间常数大” 、“操作较复杂” 等问题。近年来，温度控制

器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温度控制

器和网络温度控制器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。以当今

控制技术的发展智能控制温控器将会很快取代传统式电子产品。

1.2恒温系统自动控制意义

恒温的应用广泛是毋庸自疑的。例如，在日常生活上，我们用的高温烘箱；

在工业生产上，有化工、建材、冶金、食品加工、机械制造，还有根据动物

生活习性的需求控制饲养棚的温度来进行孵卵或动物培养等；在农业上，可调节

温度来控制种子的发芽，植物的生长等；在科学实验上，可调节恒温环境用来

培养细菌生长等；在医学上，可用于早产婴儿保护箱等。由此科研者对恒温箱

的研究也一直持续不断。对恒温箱的作用研究也越来越多，使得用得到的范围也

更为广阔。现在的时代是科技高速发展的信息时代，微型单片机技术、电子技

术的应用更是空前广泛。由于它具有体积小、性价比高、功能强等特点，所以

广泛应用于电子仪表、节能装置、家用电器、工业控制、机器人、军事装置

等诸多领域。使产品小型化，智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了

成本，简化了设计。它迅猛的发展到了各个领域。这些技术的发展也使得恒温

箱的体积变小，更智能化，功能更齐全，质量也更好。更何况成本还降低了。

因此对恒温箱的研究也是极有意义的。

二、恒温系统自动控制的基本原理、结构及技术路线

2.1 恒温系统自动控制的基本原理

恒温系统由制冷系统，加热系统，控制系统，湿度系统，送风循环系统，和传感