高精度温度控制方式述评[1]
阐述一种高精度模糊温度控制器的设计
阐述一种高精度模糊温度控制器的设计在现代社会中,随着经济的不断发展和生活水平的不断提高,各行各业的技术也在飞速地发展,模糊控制在生活和工业生产中的应用越来越广泛。
温度在工业生产和科研工作中都非常重要意义。
为实现温度控制器的智能化,一般都嵌有微处理器作为主要作为核心硬件器。
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立进行温度数模转换的处理器已经应用于诸多领域,这为模糊控制器的应用奠定硬件基础。
此外,热敏电阻是一种常用的温度敏感元件,由热敏电阻构成的测温电桥具有成本低,测温范围宽,准确度和精度都很高,这有助于实现高精度的温控目标。
1 模糊控制方法与硬件电路结构本设计的目标是,在所测温度低于目标温度时使用模糊控制方法进行加热,反之就不加热使之自然冷却。
温度控制的过程:由传感器定时对烘箱温度进行采样,将采样得到的数字量与设定的温度量比较,从而得到偏差及偏差变化率,再通过模糊推理方法的处理以获得控制信号,以调节试验箱内加热管的加热功率,达到实现对实验箱温度控制的目的。
系统由控制模块、温度数据采集模块、驱动模块、加热模块、显示模块及电源模块组成。
由模糊控制器构成系统框图如图1所示。
从图1可以看出,它和传统的控制系统结构没有多大区别,只是用模糊控制器代替传统的数字控制器。
模糊控制系统一般由四个部分组成,即模糊控制器、输入/输出接口装置、广义对象和传感器。
其中传感器是将被控对象或各种过程的被控制量转换为电信号的一类装置,它在模糊控制系统中占有十分重要的地位,它的精度往往直接影响整个控制系统的精度。
硬件电路主要两大块构成:(1）单片机及A/D采样模块;(2）驱动加热模块。
STC12C5A16AD是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,为标准的引脚双列直插40引脚集成电路芯片,其管脚引法完全等同于MCS-51。
A/D采样模块使用电桥采集数据,其电桥由R2、R3、R5、Rpt100组成,且R2=R3=R4=R5。
室内气候控制技术 精确调节温度和湿度
室内气候控制技术精确调节温度和湿度现代技术的发展使得室内气候控制变得越来越精确，在调节温度和湿度方面取得了显著的成果。
室内气候控制技术旨在提供一个舒适和健康的居住或工作环境，同时还能满足特定的需求，如保存文物、保持生产线的稳定等。
本文将介绍一些常见的室内气候控制技术，以及它们如何精确调节温度和湿度。
一、恒温恒湿系统恒温恒湿系统是一种常见的室内气候控制技术，通过精确调控空气温湿度，使室内环境始终保持在恒定的状态。
该系统通常由空调设备、加湿器、除湿器等组成。
其中，空调设备通过调节室内空气温度，使其保持在预设的范围内。
加湿器和除湿器则根据需要增加或减少空气中的湿度，以实现恒湿状态。
通过采用恒温恒湿系统，我们可以创造出一个适宜舒适的室内环境，提高人们的生活品质。
二、智能感知系统随着人工智能技术的快速发展，智能感知系统在室内气候控制中得到了广泛应用。
该系统通过感知室内外环境的变化，并根据这些变化自动调节温度和湿度。
智能感知系统通常包括温度传感器、湿度传感器、光线传感器等。
这些传感器可以实时监测室内外的温度、湿度和光照强度等参数，并将这些数据反馈给智能控制器。
智能控制器根据预设的条件和算法，自动调节空调、加湿器和除湿器等设备，以精确控制室内气候。
三、地暖和冷暖气搭配地暖和冷暖气的搭配使用也是一种有效控制室内气候的技术。
地暖系统通过在地板下铺设加热管道，使热能直接传递给室内空气，实现了整体空气的均匀加热。
冷暖气系统则是通过空调设备提供冷热气流，通过风道将气流送进室内，从而调节空气温度。
通过地暖和冷暖气的搭配使用，我们可以在冷天提供温暖舒适的室内环境，在炎热的夏天提供凉爽的空气，从而满足人们不同季节的需求。
四、智能遮阳系统智能遮阳系统是另一种调节室内温度的技术。
该系统通过自动控制窗帘、百叶窗、遮阳篷等设备的开合程度，调节室内的阳光照射量。
智能遮阳系统可以根据室内温度、湿度和光照强度等参数，自动调节遮阳设备的位置和角度，使阳光以最佳的方式进入室内。
温度控制实验技术的使用方法与调优技巧
温度控制实验技术的使用方法与调优技巧引言：温度控制是许多实验和工业过程中的重要环节。
不同实验室应用和工业生产过程中的温度要求各异，因此温度控制的准确性和稳定性对实验结果和工业产品的质量至关重要。
本文将介绍一些常见的温度控制实验技术的使用方法和调优技巧，帮助读者更好地掌握这一关键领域。
一、传统温度控制技术的使用方法1.1 温控仪的选择在常见的温度控制实验中，我们通常会使用温控仪来监测和控制温度。
选择适合实验需求的温控仪十分重要。
常见的温控仪有PID控制器、ON/OFF控制器等。
PID控制器通常能提供更精确的温度控制，而ON/OFF控制器则适用于对温度要求不是很高的实验。
1.2 温度传感器的安装和校准温度传感器是传统温度控制系统中不可或缺的组成部分。
在使用温度传感器前，我们需要确保其准确性和精度。
安装温度传感器时，避免其与外界环境发生热交换，防止测量误差的产生。
此外，定期对温度传感器进行校准是必不可少的步骤，以保证测量结果的准确性。
1.3 控制器参数的设定在使用传统温度控制技术时，我们需要设定一些控制器的参数，以实现对温度的准确控制。
常见的参数包括P（比例系数）、I（积分时间）和D（微分时间），它们的设定与实验要求和系统的惯性有关。
一般而言，P系数较大可提供较快的响应，而较小的I和D系数可使控制更加平稳。
在设定参数时，我们可以根据实验数据进行反复试验和调整，以达到最佳的控制效果。
二、现代温度控制技术的调优技巧2.1 模型预测控制（MPC）模型预测控制是一种基于系统动态模型的高级控制技术。
它可以根据系统的状态和被控对象的动态特性进行预测，并通过优化算法计算出最优的控制策略。
MPC技术在温度控制中的应用越来越广泛，可以提供更高的控制精度和鲁棒性。
2.2 自适应控制自适应控制技术能够根据被控对象的动态变化和环境条件的变化，在控制过程中自动地调整控制算法和参数。
与传统方法相比，自适应控制能够更好地适应不确定性和变化性，提供更加稳定和精确的温度控制。
精确控温知识点总结
精确控温知识点总结控温是指通过对环境或物体进行温度调节，使其保持在一定的范围内，不受外界温度波动的影响。
精确的控温可以在很多领域应用，比如工业生产、医疗设备、实验室研究等。
本文将围绕控温的基本原理、常用的控温方法和设备，以及控温过程中需要注意的问题等方面进行总结。
一、控温的基本原理1.温度传感器温度传感器是控温系统中的核心部件，用于检测资源或者仪器的温度，并将检测到的信号转换为电信号，交由控制系统进行处理。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻、红外线传感器等。
2.控制系统控制系统是控温的智能核心，它根据温度传感器的反馈信号来控制加热或冷却设备的工作，从而维持资源或者仪器的温度在设定的范围内。
控制系统一般采用PID控制算法，通过比例、积分、微分三个参数对温度进行精确调节。
3.温度调节设备温度调节设备包括加热装置和制冷装置。
加热装置主要有电热器、加热棒、加热管等，制冷装置主要是压缩机、冷凝器、蒸发器等。
这些设备通过控制系统的指令，对资源进行加热或降温，以维持其温度在设定范围内。
二、常用的控温方法和设备1.恒温水浴恒温水浴是利用水浴器或恒温槽来对待控温的样品或试剂进行加热或降温。
通过水浴器内的恒温设备，可以让水的温度保持在一定范围内，以实现对样品的控温。
恒温水浴广泛应用于化学实验室、生物实验室等领域。
2.恒温箱恒温箱是一种常见的实验室设备，主要用于对试剂、生物制品、食品等进行恒温保存。
恒温箱采用PID控制算法，可以精确控制内部空间的温度，常见的温度范围为-10℃至+60℃。
在生物科研和制药工业中，恒温箱是不可缺少的设备。
3.恒温培养箱恒温培养箱是用于生物细胞培养、微生物培养等实验的设备，在生物科研和制药工业中应用广泛。
恒温培养箱内部设有恒温设备和湿度调节装置，可以保持培养环境的温度和湿度稳定，使细胞或者微生物在最适宜的环境中生长。
4.温度控制系统温度控制系统是一种自动化控制系统，通过传感器检测对象的温度，根据传感器反馈的信号，通过控制装置对目标进行加热或者降温。
物理实验中的温度控制技术与实用方法
物理实验中的温度控制技术与实用方法温度控制是物理实验中非常重要的一个环节，它直接影响到实验的准确性和可重复性。
对于不同类型的实验，不同的温度控制技术和实用方法需要被采用。
本文将介绍几种常见的物理实验中的温度控制技术与实用方法，并讨论它们的应用。
一、恒温水浴恒温水浴是实验室中常用的一种温度控制技术，它适用于许多需要保持稳定温度的实验。
在恒温水浴中，实验器皿被放置在预先设定好的温度水中，通过加热和降温控制来保持温度的稳定。
恒温水浴的操作相对简单，只需要将实验器皿放入水中，设定合适的温度，并调节加热和降温控制器即可。
它适用于需要长时间保持稳定温度的实验，如化学反应、生物学实验等。
但是，恒温水浴也存在一些限制。
首先，恒温水浴的温度范围有限，通常只能在较低的温度范围内工作。
其次，水的导热性较差，对于需要较高温度的实验来说，恒温水浴的效果并不理想。
二、恒温箱恒温箱是一种能够控制温度和湿度的设备，它适用于一些对温度要求较高的实验。
恒温箱通常使用空气循环和加热器来控制温度，通过湿度控制器来调节湿度。
恒温箱具有控制温度范围广、精度高的特点，可以满足较为苛刻的实验需求。
它适用于需要长时间保持稳定温度和湿度的实验，如细胞培养、材料老化等。
在使用恒温箱时，需要注意避免温度和湿度的波动。
尽量避免频繁打开箱门，以免影响温度和湿度的稳定性。
三、温度控制器温度控制器是一种用于控制和调节温度的设备，它适用于各种需要温度控制的实验。
温度控制器通常包括温度传感器和控制器两部分，通过反馈控制的方式来实现温度的准确控制。
温度控制器具有精度高、灵活性强的特点，可以根据实验需求进行精确的温度设定和控制。
它适用于各种实验，无论是需要恒温还是需要变温的实验都能满足要求。
在使用温度控制器时，需要注意合适的温度传感器的选择和安装，以及合理的控制参数的设置，以保证温度的准确控制。
四、隔热技术隔热技术是一种用于控制温度变化的实用方法，它适用于一些对温度变化敏感的实验。
精确控制温度PID调节在恒温设备中的应用技巧
精确控制温度PID调节在恒温设备中的应用技巧温度控制在各种工业和实验领域中非常重要。
恒温设备通过使用PID（比例、积分、微分）控制方法来确保设定温度的稳定性和准确性。
本文将介绍精确控制温度，并讨论PID调节在恒温设备中的应用技巧。
一、理解PID调节PID控制是一种广泛使用的方法，通过传感器检测实际温度与设定温度之间的差异，并根据差异的大小来调整温度设备的输出。
PID分别指的是比例、积分和微分三个参数。
1. 比例（P）参数：比例参数决定了设备对温度差异的反应程度。
较大的比例参数会使设备更加敏感，但可能引起温度波动。
较小的比例参数可能导致温度变化过慢。
通过适当调整P参数，可以找到一个合适的平衡点。
2. 积分（I）参数：积分参数是对过去温度差值的累积响应。
它用于纠正持续的温度偏差。
如果设备在一段时间内持续工作在较高或较低的温度下，积分参数可以帮助修正这种偏差。
3. 微分（D）参数：微分参数衡量温度变化的速率。
它通过对温度变化的速率进行测量，计算出适当的温度调整量。
微分参数可以帮助设备在短时间内对温度波动进行快速响应。
二、调整PID参数PID调节的关键在于调整这三个参数，以获得最佳的控制效果。
以下是一些调整PID参数的技巧：1. 初始参数设定：开始时，将P、I和D参数设定为较小的值，确保设备在稳定温度范围内工作。
2. 渐进调整：逐步增加P、I和D参数，观察温度的变化。
根据观察到的温度响应，调整参数的大小。
如果温度波动较大，则增大P参数。
如果温度变化过慢，则增大I参数。
如果设备对温度波动过于敏感，则增大D参数。
3. 实时监控：通过实时监控温度变化，收集数据并分析效果。
根据分析结果，进一步微调PID参数，以实现更精确的温度控制。
4. 执行整定：经过逐步调整后，设备应该能够在较小的波动范围内稳定在设定温度。
此时可以认为PID参数已经整定，适用于实际操作。
三、其他注意事项除了调整PID参数外，还有其他一些注意事项，以确保恒温设备的温度控制精确性。
物理实验技术中的温度调控方法介绍
物理实验技术中的温度调控方法介绍在进行物理实验研究时，控制和调节温度是必不可少的一项技术。
温度的准确控制和调节可以保证实验结果的可靠性和重复性。
本文将介绍物理实验技术中常用的温度调控方法。
一、恒温水浴恒温水浴是物理实验中最常见的温度调控方法之一。
它通过在水中加热或冷却，使水的温度保持在一定范围内，并把待测物质或实验装置放入水浴中，以达到所需的温度条件。
恒温水浴的控温精度较高，适用于许多实验。
然而，恒温水浴的温度范围受限，一般适用于0℃至100℃的温度范围。
二、温度控制器温度控制器是一种通过控制加热器或制冷器对物体进行温度调节的装置。
它通过感知物体的温度，并根据设定的目标温度来控制加热或制冷设备的开关状态，以维持物体的温度在设定范围内。
温度控制器具有精确控制温度的优点，可根据实验需要进行调整。
然而，温度控制器的使用要求相对较高，需要根据实验的温度要求选择合适的控制器，并进行校准和调试。
三、温度计温度计是一种用来测量物体温度的仪器。
常见的温度计有水银温度计、电子温度计、红外线测温仪等。
在物理实验中，选用合适的温度计能够准确测量温度，从而为实验提供可靠的数据。
不同类型的温度计适用于不同的温度范围和实验要求。
例如，水银温度计一般适用于较低的温度范围，电子温度计适合于较高的温度范围，而红外线测温仪可以实现对远距离目标的非接触式测温。
四、绝热条件绝热条件是一种通过避免或减少热量传递的方法来控制温度的方法。
在物理实验中，可以使用绝热材料对实验装置进行包裹，阻止热量的流失或流入，从而维持实验环境的稳定温度。
常见的绝热材料有泡沫塑料、绝热棉、绝热纸等。
绝热条件是一种较为简单且有效的温度调控方法，适用于一些需要保持恒温环境的实验。
五、温度梯度技术温度梯度技术是一种通过在实验装置中创建不同温度区域来实现温度控制的方法。
通过合理设计实验装置的结构和使用具有不同温度的材料，可以在实验中产生温度梯度，从而实现对温度的控制。
简述温度控制系统的几种方式
简述温度控制系统和控制方式
简单叙述一下温度控制系统，可以分为几种控制方式，分别有什么特点和用于什么场合。
通过文字的叙述可以让你们简单的了解温度控制系统，学习到关于这方面的一点知识。
温度控制系统概述：
电加热系统中的温度控制是一个及其重要的部分，温度控制方式有很多种，我们选择控制方式必须从整个系统来考虑，质量好的电加热器如果配置了不合适的电气控制方式，那么这个系统会大大的缩减了寿命。
温度控制方式：
温度控制方式可以分为位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制、PLC等计算机智能控制、在线非接触式温度控制等。
位式控制：
位式控制是当给定值温度高于设定值时，加热器关闭，下线温度低于设定值时，开启加热器，温度是始终在一定的范围内，位式控制系统简单可靠，一般用于传导型或对流型加热的场合。
串级控制：
位式控制和比例型控制当负载变化较大的时候，它的温度就很难维持在设置值，为达到这一目的，我们可以增加一个或者更多的传感器，在温度还未发生变化时就能及时的调整功率，保证温度的稳定。
在线非接触式温度控制：
这种控制方式主要应用于在线检测及控制运动物体的工艺温度(如在线控制滚动物体、位移物体的工作温度）等其他场合。
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控制分辨力 高
一般
一般
高
测量分辨力 低
高
高
高
制造成本
低
高
低
高
调试成本
高
一般
低
一般
定点控制 定点控制 多点控制 多点控制 适用对象
各种精度 较高精度 一般精度 高精度
参考文献
[ 1 ] WU J iang, HE M eng, WANG Guanglin1Fuzzy Controller of Tube Furnace for Thermocoup le Calibration [A ] 111th INTERNA2
计测技术
综 合 评 述 · 5 ·
高精度温度控制方式述评
吴疆 , 何萌 , 吴方
(中国一航北京长城计量测试技术研究所 , 北京 100095)
摘 要 : 对高精度温度控制系统中常用的模拟控制方式 、数字控制方式和模拟 /数字控制方式作了比较 , 目
的在于找到既能满足计量检定恒温装置所需的技术指标 、又方便实用的控制方式 。
计测技术
率 , 控制被控对象 。其原理框图如图 3所示 。
图 3 数字 /模拟控温方式原理框图
数字 /模拟控制方式的控制系统具有以下特点 : 可变参数的模拟 P ID 调节器 。通过模拟电路 , 将 偏差准确 、迅速地反馈给模拟 P ID 调节器 , 利用微处 理器调整 P ID 参数 。设置了偏差检测和放大装置 , 由 模拟电路完成 , 这种电路结构具有很高的共模抑制比 , 有效地抑制了输入端噪声及温漂的影响 , 可以检测输 入电压的微小变化 。输入 P ID 调节器的偏差信号 , 是 测量电压与设定值电压的差值 , 无需经过微处理器计 算 。这种电路结构 , 吸取了传统模拟式电桥平衡原理 控温的优点 , 有效地保证了控温的灵敏度 。温度值采 用数字设定 , 设定分辨力优于 01001℃。
2 数字控制方式
20世纪 90年代以后 , 很多单位开展了对计量检定 装置的数字温度控制器的研究 。主要工作过程是用传感 器定时温度采样 , 获得相应的电信号 , 经信号调理、模
· 6 · 综 合 评 述
/数转换后把反映温度高低的模拟量转化成数字量 , 传 给微处理器 , 当控制周期到达时 , 与设定值进行比较 , 得到该时刻的偏差值 Δe, 经过某种算法运算获得控制 量 , 该控制量经数 /模转换后控制执行机构 , 从而控制 并稳定被控对象的温度。其原理框图如图 2所示。
图 2 数字控温方式原理框图
目前常用的数字控制方法主要是以 P ID 控制器为代 表的传统控制器和以模糊控制器为代表的智能控制器 。 211 数字 P ID控制
在 P ID 控制中 , 操作量只是求取控制偏差的积分 值、比例值和微分值的权重之和 , 原理简单 , 并且已有 50多年的使用历史 , 有比较成熟的参数调整方法 , 亦能 得到较满意的结果 。在目前的工业过程控制中 , 80%以 上仍采用此种控制方式 。
模糊控制是通过对操作人员的操作经验进行总结 , 模仿人的大脑 , 用严密的逻辑关系对一些控制对象实 施的智能控制 。它能在不知道控制对象精确数学模型 的情况下 , 通过对控制对象的性质 (如放大倍数 、纯 滞后时间等 ) 有一个粗略的了解 , 详细总结操作人员 的操作经验 , 把人的经验形式化并引入控制过程 , 再 运用比较严密的数学处理过程 , 实现模糊推理 , 进行 判断决策 , 实施控制 。因此不要求模型精度 , 对被控
Key words: high p recision; temperature control; analog control; digital control
0 引言
恒温装置是检定温度计的基本条件 , 它对技术指 标的要求很高 , 如控温精度 ( 1000 ±011) ℃, ( 300 ± 0101) ℃, ( - 200 ±01001) ℃等 , 这种高精度控制是一 般工业生产过程中的温度控制不能比拟的 。而温度是 一个大惯性 、纯滞后的非线性控制对象 , 温度控制系 统的参数不易确定 , 使得温度控制对象的精确数学模 型难以建立 。因此 , 对温度控制系统中控制方法的选 用提出了较高的要求 。
大学出版社 , 20001 [4] 金以慧 1 过程控制 [M ] 1 北京: 清华大学出版
传统控制器鲁棒性差的主要原因是算法对被控对 象精确数学模型的依赖性 , 如 P ID 控制器 , 其控制器 的各种参数 , 如比例系数 、积分系数 、微分系数等与 被控对象精确数学模型密切相关 , 而且参数与参数之 间还相互影响 , 所以一旦控制器的参数或被控对象的 模型参数发生变化 , P ID 控制器的控制特性如超调量 , 上升时间 、调节时间等将发生较大变化 。所以当被控 对象的数学模型参数发生改变时 , 控制器的参数必须 进行相应的改变以满足所需的控制特性 。如果被控对 象处于不确定状态 , 其控制器的参数就很难调整 , 控 制器的控制特性也会恶化 , 甚至发生失控现象 , 如出 现积分饱和现象等 。 212 模糊控制
考虑到 P ID 和模糊控制器两者的优缺点 , 可以构 成兼有这两者优点的模糊 P ID 控制器 。例如利用模糊 控制器来给 P ID 控制器在线自整定 P ID 参数 , 组成模 糊自整定参数 P ID 控制器 ; 另一种是在大偏差范围内 采用比例控制 , 而在小偏差时采用模糊控制 , 两种控 制方式的切换是根据预先确定的偏差阀值来控制的 ; 与此类似 , 可以设计多模分段控制的算法 , 根据不同 条件和要求分段用不同模态进行控制 。
4 结束语
表 1给 出了 3 种控 制 方 式 的 特 点 、适 用 对 象 及 结论 。
温度控制系统的稳定性 、快速性和准确性三个主 要指标常常是互相矛盾 、互相制约的 , 所以不能片面 追求某一指标 。目前 , 高速 、高精度的 A /D 转换器技 术发展很快 , 能够提供更高的采样分辨力和更快的采 样速率 ; 微处理器 MCU 的速度也提高很快 。可以使数 字控制方式温度控制系统的准确性和响应速度得到提 高 。另外 , 随着数字电位器技术的发展 , 能提供较宽 范围 、较高分辨力的电阻值 , 使混合控制方式的 P ID 参数有更大的可调范围和数字值 。可以使混合控制方 式温度控制系统的准确性得到提高 。
2008年第 28卷第 3期
对象的参数 、结构的变化具有很好的鲁棒性特点 。 模糊控制器本质上是一种非线性控制器 , 为了提
高响应速度 , 它允许调节工具输出较大动作 。同时 , 又可以通过规则使其适可而止抑制超调 , 避免调节过 程中因动作过渡而引起振荡 。因此动态响应快 , 超调 量小 。
模糊控制器由于不具有积分环节 , 因而在模糊控 制的系统中很难完全消除稳态误差 , 而且在变量分级 不够多的情况下 , 常常在平衡点的附近会有很小的振 荡现象 。 213 模糊 P ID 控制器
图 1 P ID 温控器原理图
模拟方式控温输出信号平滑 , 受外界扰动小 , 稳 定性比较好 。这类控制器虽然可以满足控温精度要求 , 但是参数的设定和调节复杂 , 故障率高 , 自动化程度 低 , 要求操作人员具有丰富的经验 。此外 , 对于只能 设置一组 P ID 参数的模拟 P ID 调节器 , 参数调节范围 有限 , 因此存在速度与控温精度之间的矛盾 。
TIONAL M ETROLOGY CONGRESS [ C ] 1Toulon2France:
20031202231 [ 2 ] 窦振中 1模糊逻辑控制技术及其应用 [M ] 1 北京 :
北京航空航天大学出版社 , 20011 [ 3 ] 何克忠 , 李伟 1计算机控制系统 [M ] 1北京 : 清华
1 模拟控制方式
多年以来 , 温度控制多采用模拟式 P ID 温度控制 器 , 它可以准确检测出被控对象温度的微小变化 , 利
收稿日期 : 2008 - 05 - 07 作者简介 : 吴疆 (1960 - ) , 男 , 高级工程师 , 从事温度计量及 测控技术研究 。
用电桥平衡原理 , 通过模拟电路 , 将偏差准确 、迅速 地作用于 P ID 调节器 , 通过 P ID 调节器的直流输出去控 制可控硅触发器 , 改变可控硅的导通角 , 从而改变加 热器的加热功率 。采用该模拟控制方式的温度控制器 , 其原理框图如图 1 所示 。使用该类温度控制器的系列 恒温槽 , 温度稳定性一般可以达到 ±0101℃ /15 m in。
温度控制问题实质上是一个传热问题 。温度值的 精确控制或精确锁定客观上要求在实验的空间内达到 供给和散失热量之间的平衡 , 温度控制可以用不同方 法达到不同的控制精度 。本文将从稳定性 、快速性和 准确性三个方面对用于温度控制的模拟控制方式 、数 字控制方式和数字 /模拟混合控制方式进行特征比较 。
3 数字 /模拟 (混合 ) 控制方式
将数字技术应用于模拟式温度控制器中 , 既满足 了系统自动化的要求 , 又汲取了模拟式温度控制器高 精度的优点 , 例如哈特 9107, 9105温度控制系统 。它 的主要工作原理是传感器定时采样被控对象的温度 , 把它转化为相应的电信号 , 模 /数转换后送给微处理 器 , 把反映温度高低的模拟量转化成数字量 , 进行显 示和作为 P ID 参数整定的依据 。来自传感器的信号同 时与设定温度值的电信号进行比较 , 偏差经放大后输 入到模拟 P ID 调节器中 , 直接输出去控制可控硅触发 器 , 改变可控硅的导通角 , 从而改变加热器的加热功
(Changcheng Institute of M etrology & M easurement, Beijing 100095, China)
Abstract: The analog control, digital control and analog/ digital control which are usually used for high p recise temperature control system are compared in this paper1The purpose is to find a control method which is not only to meet the demand of the thermostatic apparatus used for calibration but also is convenient to be used1