温度监控系统设计实验报告
实验34-温度控制系统的开环控制和闭环控制
实验三十四 温度控制系统的开环控制和闭环控制（自动控制理论—检测技术综合实验）一、 实验原理1．温度控制问题温度是一个极易受环境、负载变化而变化的物理量。
温度控制应用很广，从温室的温度、冶炼时的炉温、化工产品生产制造工艺过程对恒温的需要，到家用电器的温度控制（如电磁炉温度控制）、等等，都需保持温度为恒定值，或按照一定规律变化。
扰动导致的输出（温度）偏离希望值可以通过闭环控制得到抑制。
温度控制系统除了受到负载扰动（如电加热炉的水温控制中，热水因供水需要不断减少和不断补充加入的冷水）的影响外，与其它物理量（如转速、电压、电流等）的控制不同的是，被控的温度容易受到环境温度的影响；此外，温度控制对象（如电炉）具有滞后的特性，即除了一般系统的惯性)1(1+Ts 外，还有一个明显滞后的环节，构成了具有滞后特性的一阶(或二阶)环节：s e τ−1)(+=−Ts e K s G sp τ (34-1) 其中τ远大于T 。
由开环系统的Nyquist 图分析可知，当被控对象不存在滞后特性，即控制系统的开环传递函数为)1()(+=Ts K s G p 时，其Nyquist 图（图34－1）不包围（-1，j0）点，无论增益K 为多大，对应的闭环系统总是稳定的。
而对象具有滞后特性（式（34-1））时，对应的Nyquist 图如图34-2，由于纯滞后环节的相频特性加上τωτωj e j −=∠−)1(+Ts K 的滞后相频特性，相位比仅有)1(+Ts K 环节时更加滞后，Nyquist 图与负实轴有无穷多个穿越点。
当增益K 增大到一定程度时，Nyquist 图顺时针包围（-1，j0）点，系统不稳定。
图34-2 具有滞后特性的惯性环节的Nyquist 图Re Im 图34-1 惯性环节的Nyquist 图因此，温度的控制控制，不能简单地采用普通的PI 控制，或PID 控制，或其它的超前－迟后控制。
从闭环特征方程0)()(1=+s G s G p c 上看，特征方程所对应的相位延迟很大；而控制器（校正环节）的传递函数∏∏==−−=1111)()()(n i ic m j j c c c p s zs K s G (34－2) 中，校正环节中的PI 控制特性或校正网络极点仍具有迟后特性，会导致系统的不稳定性更严重；而其中的超前环节（零点）相对于滞后环节而言时间常数太短（电子元件构成的校正环节不可能产生足以补偿温度对象这样的纯滞后环节的时间常数），因此对系统存在的不稳定性无任何改善作用。
温度监控系统设计报告
数理与信息工程学院课程设计题目：温度监控系统设计报告专业：计算机科学与技术（专升本）班级：056姓名：学号：05191101实验地点：数理与信息工程学院指导老师：成绩：目录第1节引言 (1)第2节系统的硬件配置 (3)2.1硬件介绍 (3)第3节温度控制系统的组成框图 (6)第4节温度控制系统软件设计 (7)4.1M ICROCHIP PIC16F877A单片机温度控制系统软件结构图如图5.1.1所示。
(7)4.2单片机控制流程图 (8)4.3温度变换程序模块 (9)4.4温度非线性转换程序模块 (9)第5节通信协议的设计 (10)5.1软件设计 (10)5.1.1 通信协议概述 (10)5.2.1 通信协议处理流程 (11)5.3单片机软件设计 (14)5.3.1波特率 (14)5.4通信协议设计结论 (18)5.4.1通信可靠性分析 (18)5.4.2通信速度分析 (19)总结 (20)参考文献..................................................................................................... 错误!未定义书签。
温度监控系统设计报告数理与信息工程学院 05计算机专升本陈斌斌指导教师：余水宝第1节引言温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。
DS18B20温控实验报告 - 副本
桂林航院电子工程系单片机课程设计与制作说明书设计题目：DS18B20数字温度计的设计专业：通信技术班级：学号：姓名：指导教师：2012年 6 月 28 日桂林航天工业学院单片机课程设计与制作成绩评定表单片机课程设计与制作任务书专业：通信技术学号： 2 姓名：一、设计题目：DS18B20数字温度计的设计二、设计要求：1.要求采集温度精确到度。
2.显示测量温度三、设计内容：硬件设计、软件设计及样品制作四、设计成果形式：1、设计说明书一份（不少于4000字）；2、样品一套。
五．完成期限： 2010 年月日指导教师：贾磊磊年月日教研室：年月日目录一摘要 (1)设计要求 (1)二理论设计 (2)硬件电路计 (2)2.1.1芯片介绍 (2)2.1.2 DS18B20简介 (7)设计方案 (9)2.2.1.显示方案 (9)2.2.2.系统硬件电路设计 (11)2.2.3软件设计流程及描述 (11)三．系统的调试 (13).硬件的调试 (13)实验结果 (19)四、设计注意事项 (19)点阵设计注意事项 (20)单片机注意事项 (16)仿真器使用注意事项 (16)五．设计心得体会 (17)总结与体会 (17)摘要在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中，温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。
因此，单片机广泛用于现代工业控制中。
本论文侧重介绍“单片机温度控制系统”的软件设计及相关内容。
温度监测系统实验报告
一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。
2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。
3. 学会搭建简单的温度监测系统，并验证其功能。
二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。
温度传感器将温度信号转换为电信号，数据采集器对电信号进行采集和处理，控制器根据设定的温度范围进行控制，显示屏显示温度信息，报警装置在温度超出设定范围时发出警报。
本实验采用DS18B20数字温度传感器，该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。
数据采集器采用单片机（如STC89C52）作为核心控制器，通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号，并进行相应的处理。
三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路，包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。
2. 编写程序，实现以下功能：（1）初始化单片机系统；（2）读取温度传感器数据；（3）将温度数据转换为摄氏度；（4）显示温度数据；（5）判断温度是否超出设定范围，若超出则触发报警。
3. 连接电源，启动系统，观察温度数据变化和报警情况。
五、实验结果与分析1. 系统搭建成功，能够稳定运行，实时显示温度数据。
2. 温度数据转换准确，显示清晰。
3. 当温度超出设定范围时，系统能够及时触发报警。
六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统，实现了温度数据的采集、处理和显示。
2. 通过实验，加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。
3. 实验过程中，学会了如何编写程序，实现温度数据的处理和显示。
七、实验建议1. 在实验过程中，注意电路连接的准确性，避免因连接错误导致实验失败。
2. 在编写程序时，注意代码的简洁性和可读性，便于后续修改和维护。
3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合，如数据存储、远程传输等，提高系统的实用性和功能。
labview温度采集系统实验报告
温度采集系统
一、实验目的
1.建立温度检测系统，对温度进行实时采集与显示;
2.掌握循环结构、数学函数、时间结构、顺序结构、对话框、公式节点的综合使用；
二、实验内容
建立用户温度监测系统，要求对温度进行实时采集、实时温度、具有华氏、摄氏显示功能、中途暂停等功能、温度报警记录功能；
三、实验步骤
(1).启动Labview
(2).建立温度采集与报警模块（如图1(a)所示），建立
图1 温度采集与报警模块
(3).采用条件结构与公式节点建立温度华氏、摄氏显示转换模块，显示包括数值显示与温度计显示
图 2 华氏、摄氏转换模块
（4）采用进度条与数字显示空间显示温度采集的次数
图 3 温度采集次数显示
（5）.采用事件结构与对话框建立温度采集暂停模块
图 4 暂停模块及其对话框
（6）要求：加入事件结构的Filter事件，禁止在程序运行过程中关闭前面板。
图 5 Filter事件
（7）最终建立的温度采集系统，如图6、7所示。
图6 温度采集系统前面板
图7 温度采集系统程序框图
四、实验要求
1.认真做实验，注意老师提出的额外的修改程序要求（黑体字部分）；
2.写出“程序修改”的工作思路、步骤（可用框图表示）；
3.写出调试程序中出现的问题，并指出如何解决；
4.写出实验报告。
五、思考题
bVIEW中如何产生11.5-23.6范围内的随机数？
2.图7所示程序框图中，正常工作模式下，每次循环需延时多久？。
温度控制系统报告
电子技术课程设计学院：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：成绩：温度控制系统一．设计任务和要求课题简介：温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关，也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。
随着科学技术的发展，使得测温技术迅速发展，测温范围不断拓宽，测温精度不断提高，新的温度传感器不断出现，如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。
由于检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式不同，所以相应的硬件和软件也就不同。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。
由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》，《测控电路》，《模拟电子技术基础实验与课程设计》，《电子技术实验》等书的有关章节。
应用二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-65℃～200℃，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在要求的范围之内（40℃～60℃）。
要求测控电路具有加热和制冷的指示功能。
培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
设计一个具有温度检测，放大与控制的功能的温度监测系统。
用负温度系数热敏点去其作为温度传感检测加热装置—（实验中的加热装置可用一个100欧姆每瓦的电阻Rt模拟）的温度。
用检测到的温度信号控制加热器的开关K，将加热装置Rt的温度控制在一定范围内，具体设计要求为：1.当加热装置R1的温度小于50摄氏度时，开关K接通，加热器升温；2. 当加热装置R1的温度大于60摄氏度时，开关K断开，加热器降温；3.当加热装置R1的温度小于40或大于70摄氏度时，用发光二级管发光报警；二．设计目的1.学习电桥在温度信号在采集中的应用，掌握由双臂电桥和差分输入集成运算放大电路构成的桥式电路。
2.掌握滞回比较器的性能和调试方法。
DS18B20数字温度计设计实验报告(1)【范本模板】
单片机原理及应用课程设计报告书题目：DS18B20数字温度计姓名: 李成学号：133010220指导老师：周灵彬设计时间： 2015年1月目录1. 引言 (3)1。
1.设计意义31.2。
系统功能要求32。
方案设计 (4)3. 硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。
系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8. 参考文献 (15)DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。
其缺点如下:●硬件电路复杂;●软件调试复杂；●制作成本高.本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为—55~125℃，最高分辨率可达0。
0625℃。
DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的热点。
1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0～125℃，误差在±1℃以内，采用LED数码管直接读显示.2. 方案设计按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路和显示电路.数字温度计总体电路结构框图如4。
1图所示:图4.13。
硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。
AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。
AT89C51的引脚图如右图所示：VCC：供电电压。
温度测量控制系统的设计与制作实验报告
北京电子科技学院课程设计报告( 2010 – 2011年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2010年11月17日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (4)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (5)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、心得体会 (9)附录I：元器件清单 (11)附录II：multisim仿真图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。
2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
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成绩：
《虚拟仪器技术》
第一次
温度监控系统设计
班级：
学号：
姓名：
任课老师：杨宣兵
信息与通信工程学院
2015—2016学年第2 学期
一、预期功能
本次实验要求熟练地使用Labview软件，采用Labview软件上的器件实现温度的监测，确定温度所在的范围，得到需要的信息。
在前面板上，波形显示器显示温度曲线，随时显示温度值，温度达到上限温度或者下限温度时通过亮灯警示。
二、方案设计
1.结构：数据采集、波形显示、数据显示和亮灯提示。
2.步骤：初次设计简易的温度采集，由一个旋钮按键作为温度的产生，由
波形图示显示温度的变化，显示温度值，设定上限下限值，用两个比较器件比较，超出设定值时亮灯提示。
三、前面板
前面板上，旋钮作为输入控件，温度计、数值、波形图表、三个灯都是输出控件，以旋钮上的数值变化直接影响输出控件上的显示问题。
四、程序
以旋钮作为输入，由比较器和实际温度相比较确定哪个灯亮，同时直接通过温度计、波形图表、数值直接显示。
五、测试
当输入数值接近31时，它属于大于25同时小于85的范围，所以正常的指示灯亮。
当输入数值接近59时，它属于大于85的范围，所以过高的指示灯亮。
六、分析及总结
分析：整个系统能正常运行，能过及时地在各个仪器上显示温度。
当温度超过85度时，表示过高的灯亮表示警示；当温度低于25度时，表示过低得灯会亮，以此警示；当输入温度不属于以上两个范围，表示正常的灯会亮。