温度控制器的结构和分析
温度控制器设计
帮不帮温度控制器设计一、设计任务设计一个可以驱动1kW加热负载的水温控制器，具体要求如下：1、能够测量温度，温度用数字显示。
2、测量温度范围0〜100℃，测量精度为0.5℃。
3、能够设置水温控制温度，设定范围40〜90℃,且连续可调。
设置温度用数字显示。
4、水温控制精度W±2℃。
5、当超过设定的温度20℃时，产生声、光报警。
二、设计方案分析根据设计要求，该温度控制器是既可以测量温度也可以控制温度，其组成框图如图1所示。
图1温度控制器原理框图因为要求对温度进行测量显示，所以首先采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。
若要求温度被控制在设定值附近，则要求将实际测量温度的信号与温度的设定僮基准电压）进行比较，根据比较结果（输出状态）来驱动执行机构，实现自动地控制、调节系统的温度。
测量的温度可以与另一个设定的温度上限比较器相比较，当温度超过上限温度值时，比较器产生报警信号输出。
1、温度检测及信号处理温度检测是温控系统的最关键部分，它只接影响整个系统的测量、控制精度。
目前检测温度的传感器很多，其测量范围、应用场合等也不尽相同。
例如热电偶温度传感器目前在工业生产和科学研究中已得到了广泛的应用，它是将温度信号转化成电动势。
目前热电偶温度传感器已形成系列化和标准化，主要优点是：它属于自发电型传感器，测量温度时可以不需要外加电源；结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制；测量温度范围广，高温热电偶测温高达1800 c以上，低温热电偶可测-260℃以下，目前主要用在高温测量工业生产现场中。
热电阻温度传感器是利用电阻值随温度升高而增大这一特性来测量温度的，目前应用较为广泛的热材料是铜和铂。
在铜电阻和伯电阻中，伯电阻性能最好，非常适合测量-200〜+960℃范围内的温度。
国内统一设计的工业用伯电阻常用的分度号有Pt25、Pt100 等，Pt100即表示该电阻的阻值在0c时为100Q。
温度控制系统
器
电信号Βιβλιοθήκη 非电信号二次仪表可处理信号
显示调节仪表
电信号
显 示 滤波、放大、 调 非线性校正 节 仪 表
温度
电压
流量
位移
在自动化控制系统中，二次仪表经常处于核心地位，因此对其进行认 真比较和精心选择，在安全上是必须的，在经济上是划算的。
执行器部分
为了能够对工业对象的参数进行自动控制(或报警)，就必须由中间继电器、 可控硅、电磁阀等执行器执行对负载的调控。 执行器一般都工作于高电压、大电流、多动作的恶劣工作条件下，因此， 正确选择产品和降额使用是理所当然和十分经济的。
值时作出报警动作，而无论是上限、上上限、下限、下下限报警。 默认
的报警动作是报警输出继电器的常开触点闭合。
4.安装与接线
5.仪表面板布置和功能
6.使用指南
① 使用软件锁 ② 设置“控制”值 ③ 设置“误差修正”值 ④ 设置“报警”值 ⑤ 自整定功能 ⑥ 比例偏置功能 ⑦ 仪表若显示“ HH”，请检查传感器是否断线或输入超过了量程上
8.3 温度控制器的调节原理
8.3.1 二位式调节原理
二位式调节又称通断式控制，其工作原理是将测量值与设定值相比较，差值经 放大处理后，对执行器进行开（通）或关（断）的控制，主要由温度传感器、 温度控制器、执行器和电阻丝组成。
滞后时间：由于电炉炉体为保 温隔热材料制成的密闭箱体， 刚开始加热时，有一段时间炉 体温度基本保持不变，这一段 时间称之为滞后时间，其大小 通常取决于炉体结构，尤其是 炉体体积。
2.型号编制说明 例8-3 试说明型号为WG-5412温度控制器的主要性能。
解：（1）该仪表是智能型双三位显示调节仪； （2）调节方式为二位PID调节； （3）报警为上限报警； （4）输入信号采用热电阻温度传感器； （5）输出信号为继电器触点输出。
温度控制系统工作原理
温度控制系统工作原理温度控制系统工作原理温度控制系统是一种用于控制温度的自动化设备，它能够根据输入信号对环境温度进行调节，以实现期望的空间温度。
温度控制系统具有自动控制、节能、节约、方便等特点，可用于家庭、厂房、机房和其他场所的温度控制。
下面我们就一起来了解一下温度控制系统的工作原理及控制系统的结构与功能。
一、温度控制系统的工作原理1、环境温度检测：温度控制系统首先必须要到采集环境温度，一般使用温度传感器来采集环境温度值，经过温度控制系统的控制器处理，将采集到的温度值发送给控制系统以实现温度控制系统的控制。
2、控制输出：根据温度控制系统的设定值和环境温度值，温度控制系统的控制器能够做出正确的控制决策，控制系统控制器就会根据其决策通过开关来控制负载，实现对负载的控制，使得环境温度满足控制系统的设定值。
3、温度控制系统调节：温度控制系统的调节是持续进行的，当环境温度大于或小于控制系统设定的温度值时，控制器就会持续进行控制，以维持环境温度等于或接近控制系统的设定值。
二、温度控制系统的结构与功能1、温度控制系统的主要组成部分：温度控制系统由温度传感器、控制器、显示装置、开关、负载等部分组成。
2、温度传感器：温度传感器的作用是采集环境温度，然后将采集到的温度值发送给控制器。
3、控制器：控制器的功能是根据温度控制系统的设定值和环境温度值，做出控制输出决策，控制负载，以实现温度控制的目的。
4、显示装置：显示装置的作用是实时显示环境温度值和控制系统的设定值，以便于温度控制系统的调整和监控。
5、开关：温度控制系统的开关的作用是根据控制器的控制输出决策控制负载，以实现温度控制的目的。
6、负载：负载的作用是根据控制器的决策控制负载，以实现温度控制系统控制的目的。
以上就是温度控制系统的工作原理及控制系统的结构与功能介绍，温度控制系统的优点在于它具有自动控制、节能、节约、方便等特点，可用于家庭、厂房、机房和其他场所的温度控制，是大家非常理想的温度控制设备。
温度控制系统实验报告
温度控制系统实验报告温度控制系统实验报告一、引言温度控制系统作为现代自动化领域的重要组成部分，广泛应用于工业生产、家电和环境控制等领域。
本实验旨在通过搭建一个简单的温度控制系统，了解其工作原理和性能特点。
二、实验目的1. 了解温度控制系统的基本原理；2. 掌握温度传感器的使用方法；3. 熟悉PID控制算法的应用；4. 分析温度控制系统的稳定性和响应速度。
三、实验装置本实验使用的温度控制系统由以下组件组成：1. 温度传感器：用于测量环境温度，常见的有热敏电阻和热电偶等；2. 控制器：根据温度传感器的反馈信号，进行温度控制；3. 加热器：根据控制器的输出信号，调节加热功率；4. 冷却装置：用于降低环境温度，以实现温度控制。
四、实验步骤1. 搭建温度控制系统：将温度传感器与控制器、加热器和冷却装置连接起来，确保各组件正常工作。
2. 设置控制器参数：根据实际需求，设置控制器的比例、积分和微分参数，以实现稳定的温度控制。
3. 测量环境温度：使用温度传感器测量环境温度，并将测量结果输入控制器。
4. 控制温度：根据控制器输出的控制信号，调节加热器和冷却装置的工作状态，使环境温度保持在设定值附近。
5. 记录数据：记录实验过程中的环境温度、控制器输出信号和加热器/冷却装置的工作状态等数据。
五、实验结果与分析通过实验数据的记录和分析，我们可以得出以下结论：1. 温度控制系统的稳定性：根据控制器的调节算法，系统能够在设定值附近维持稳定的温度。
但是，由于传感器的精度、控制器参数的选择等因素，系统可能存在一定的温度波动。
2. 温度控制系统的响应速度：根据实验数据，我们可以计算出系统的响应时间和超调量等参数，以评估系统的控制性能。
3. 温度传感器的准确性：通过与已知准确度的温度计进行对比，我们可以评估温度传感器的准确性和误差范围。
六、实验总结本实验通过搭建温度控制系统，探究了其工作原理和性能特点。
通过实验数据的分析，我们对温度控制系统的稳定性、响应速度和传感器准确性有了更深入的了解。
机械式温控器控制原理详解
机械温度控器实际上是一种压力式（气压式）温度控制器的温度控制原理如图5-6所示。
图5-6机械温度控制器温度控制原理从结构上看，机械温控器主要由温度传感器和接触式两部分组成微动开关组成。
其中，温度传感器被称为温度压力转换部分，它是所述密闭胶囊主要由感温头、感温管和感温腔组成。
根据感温腔的不同形式，将温度传感器分为波管式和膜盒式两种感温头位于蒸发器表面或冰箱箱中以感电冰箱里的温度。
感温管内装有温控器旋钮感温剂设定冰箱的制冷温度。
当蒸发器表面温度升高并超过温度控制器旋钮的设定值时感温剂在感温管中的压力增大，感温腔中的膜片为在压力作用下，按下变速器支撑板使触点断开，电路闭合并压缩机器开始运转，冰箱开始冷却。
当蒸发器表面温度逐渐降低时当温度降低到设定值时，感温管中感温剂的压力降低，弹簧的收缩力减小变速器支撑板上的温度传感室膜片的推力大于变速器支撑板上的膜片的推力，变速器支撑板在弹簧中在收缩的作用下，压缩机会稍微抬起，使触点断开，压缩机会跟着停止操作。
通过调节温控器的旋钮来调节冰箱的制冷温度现在。
调节温控器旋钮时，温控器旋钮带动调节温度凸轮旋转，以便温度控制面板控制弹簧张力。
图5-7显示了温度控制器的温度调节凸轮和温度控制板之间的关系意图。
图5-7调温凸轮与温控板关系示意图当调节温度控制器的旋钮时，旋钮的旋转实际上驱动温度调节当凸轮转动时，会使温控板前后移动来控制弹簧弹簧张力的增加或减少。
如果弹簧张力较大，则需要等待蒸发器温度当温度较高时，感温剂的压力增大，驱动力大，使变速器支撑当板向前移动且推动触点闭合时，压缩机将开始工作。
那是加薪冰箱温度法。
相反，如果弹簧张力很小，当蒸发器温度稍微升高时，感温剂产生的压力足以将变速器支撑板推到触点闭合，压缩机开始工作，调节冰箱制冷温度很低。
图5-7中的温度调节螺钉用于调节温度范围顺时针转动螺钉（右旋）相当于增加弹簧的张力，以便温度控制点升高。
如果冰箱无法关闭，可以设置调整螺钉钉子顺时针旋转半圈或一圈。
温度控制原理及结构
温度控制原理及结构1反馈控制原理 (1)2 基于反馈理论的温度控制 (2)2.1 控制原理 (2)2.2 炉温控制的物理模型 (3)2.3 温度控制的数学模型 (3)3 热电类比法 (4)3.1 理论基础 (4)3.2 温度控制中的应用 (5)1反馈控制原理在我们周围到处运转着反馈控制系统。
控制系统的研究不会涉及太多新元件或机器的开发，而是通过组合现有硬件组合现有硬件以实现预定目标。
一个控制系统是为了在系统运行区域的特定方面起到控制作用而以某种方式连接起来的一组元件的集合。
控制系统几乎运行在人类活动的方方面面，包括走路、交谈和搬运物体等。
此外，控制系统的存在不需要人的交互作用，如飞机的自动驾驶仪和自动车的循环控制系统。
反馈控制是信号沿前向通道（或称前向通路）和反馈通道进行闭路传递，从而形成一个闭合回路的控制方法。
反馈信号分“正反馈”和“负反馈”两种。
为了和给定信号比较，必须把反馈信号转换成与给定信号具有相同量刚和相同量级的信号。
控制器根据反馈信号和给定信号相比较后得到的偏差值信号，经运算后输出控制作用去消除偏差，使被控量（系统的输出）等于给定值。
闭环控制系统都是负反馈控制系统。
在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。
比较器 前向通道反向通道图1 反馈控制系统如图1所示，该系统适用于大多数控制问题而不用参考各种环节的具体物理特性。
对象表示被控的主要元件，并且它的传递函数通常是固定的。
反馈通道是系统的关键部分，表示如何测量来自对象的输出变量值，并反馈与期望值进行比较。
偏差值的大小引起输入量的变化，进而导致了输出量的变化。
2 基于反馈理论的温度控制2.1 控制原理在温度控制系统中，首先需要将被控对象的被控参数即温度转换成一定的信号后再与预先设定的值进行比较，把比较得到的差值信号经过温度控制算法计算得到相应的控制值，将控制量送给控制系统进行相应的控制，反复上述工作，从而达到反馈调节温度的目的。
温度控制器实验报告
温度控制器实验报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验设备与材料 (2)3. 实验原理 (3)二、实验内容与步骤 (4)1. 实验内容 (5)1.1 温度控制器的基本操作 (6)1.2 温度控制器的参数设置与调整 (7)2. 实验步骤 (8)2.1 安装温度控制器 (9)2.2 校准温度计 (9)2.3 设置温度控制器参数 (11)2.4 观察并记录实验数据 (13)2.5 分析实验结果 (13)三、实验数据与结果分析 (14)1. 实验数据 (15)1.1 温度控制器的温度读数 (17)1.2 温度控制器的设定温度 (18)1.3 温度控制器的实际输出温度 (19)2. 结果分析 (19)2.1 温度控制器的性能评价 (20)2.2 温度控制器在不同条件下的适应性分析 (21)四、实验结论与建议 (22)1. 实验结论 (23)2. 实验建议 (24)一、实验概述本实验旨在通过设计和制作一个温度控制器，让学生了解温度控制器的基本原理、结构和工作原理，并掌握温度控制器的制作方法。
学生将能够熟练掌握温度控制器的设计、制作和调试过程，为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
本实验的主要内容包括，在实验过程中，学生将通过理论学习和实际操作相结合，全面掌握温度控制器的相关知识和技能。
1. 实验目的本实验旨在探究温度控制器的性能及其在实际应用中的表现，通过一系列实验，了解温度控制器的控制原理、操作过程以及性能特点，验证其在实际环境中的温度控制精度和稳定性。
本实验也旨在培养实验者的实践能力和问题解决能力，为后续相关领域的深入研究和实践打下坚实的基础。
2. 实验设备与材料温度控制器：作为实验的核心设备，本实验选择了高精度数字式温度控制器，具备较高的稳定性和精确度，能够确保实验结果的可靠性。
恒温箱实验箱：为了模拟不同的环境温度，采用了具有温控功能的恒温箱或实验箱。
通过调节箱内的温度，可以观察温度控制器在不同环境下的表现。
温度控制器的设计与制作
温度控制器的设计与制作一、功能要求设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。
当室内温度大于等于设定温度时，控制器断开电加热设备；当室内温度比设定温度小2时，控制器接通电加热设备。
控温范围：0~51控温精度：≤1二、硬件系统设计1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。
（1）单片机及看门狗电路根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。
为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。
（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L）（2）温度检测电路温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。
因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。
温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。
A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。
（3）控制输出电路控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。